一种电推力器比冲测量方法及系统与流程

技术特征：

1.一种电推力器比冲测量方法，其特征在于，所述方法包括：

获取多栅探针接收的离子电流随脉冲周期变化的曲线L₁，L₂，L₃,......,L_n；所述多栅探针位于电推力器通道上，所述多栅探针中心轴线上与所述通道中心轴线重合；所述离子电流随脉冲周期变化的曲线L₁为所述多栅探针制止电压为U₁时得到的曲线；所述离子电流随脉冲周期变化的曲线L₂为所述多栅探针制止电压为U₂时得到的曲线；所述离子电流随脉冲周期变化的曲线L₃为所述多栅探针制止电压为U₃时得到的曲线；所述离子电流随脉冲周期变化的曲线L_n为所述多栅探针制止电压为U_n时得到的曲线；

根据离子电流随脉冲周期变化的曲线L₁，L₂，L₃，......L_n，分别获取脉冲周期内时刻T₁的电压值U₁，U₂，U₃,......,U_n对应的离子电流值I₁，I₂，I₃,......,I_n；

根据时刻T₁的电压值U₁，U₂，U₃,......,U_n与对应的离子电流值I₁，I₂，I₃,......,I_n，获取时刻T₁的离子平均速度＜v(t₁)＞；

根据所述时刻T₁的离子平均速度＜v(t₁)＞，获得时刻T₁的电推力器的比冲；

以设定时间间隔分别获取脉冲周期内时刻T₂，T₃,......,T_n的所述电推力器的比冲；

根据所述脉冲周期内时刻T₂，T₃,......,T_n的所述电推力器的比冲，确定所述电推力器的比冲随脉冲周期变化的关系分布。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述电推力器的比冲随脉冲周期变化的关系分布具体包括：

获取所述电推力器的放电电流随脉冲周期变化的曲线L_d；

根据所述放电电流随脉冲周期变化的曲线L_d获得一个脉冲周期内放电电流上升时间段、平台时间段和下降时间段；

根据所述时刻T₁，T₂，T₃,......,T_n的电推力器的比冲，获得所述放电电流上升时间段内的电推力器的比冲随脉冲周期变化的关系分布、所述放电电流平台时间段内的电推力器的比冲随脉冲周期变化的关系分布和所述放电电流下降时间段内的电推力器的比冲随脉冲周期变化的关系分布。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据时刻T₁的电压值U₁，U₂，U₃,......,U_n与对应的离子电流值I₁，I₂，I₃,......,I_n，获取时刻T₁的离子平均速度＜v(t₁)＞具体包括：

根据时刻T₁的电压值U₁，U₂，U₃,......,U_n与对应的离子电流值I₁，I₂，I₃,......,I_n得到时刻T₁离子电流值与电压值的函数关系；

根据时刻T₁所述电压值与离子电流值的函数关系获得时刻T₁的离子速度分布函数g(v(t₁))；

利用公式获得T₁时刻的离子平均速度＜v(t₁)＞。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述时刻T₁的离子平均速度＜v(t₁)＞，获得时刻T₁的电推力器的比冲具体包括：

利用公式获得时刻T₁的电推力器的比冲I_s1，其中g为当地的引力加速度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据时刻T₁电压值与离子电流值的函数关系获得时刻T₁的离子速度分布函数g(v(t₁))具体包括：

获取所述离子电流值与所述离子速度分布函数的关系表达式为：

其中e为单位电荷电量，s为多栅探头接受面积，m为离子质量，I(t₁)表示T₁时刻电压为U(t₁)时的离子电流值；

设定时刻T₁电压值与离子电流值的函数关系I(t₁)＝h(U(t₁))，将所述离子电流值与所述离子速度分布函数的关系表达式变形，获得变形后表达式为：

即

根据离子速度与电压值关系表达式获取时刻T₁的离子速度分布函数g(v(t₁))为：

6.一种电推力器比冲测量系统，其特征在于，所述系统包括：

曲线获取模块，用于获取多栅探针接收的离子电流随脉冲周期变化的曲线L₁，L₂，L₃,......,L_n；所述多栅探针位于电推力器通道上，所述多栅探针中心轴线上与所述通道中心轴线重合；所述离子电流随脉冲周期变化的曲线L₁为所述多栅探针制止电压为U₁时得到的曲线；所述离子电流随脉冲周期变化的曲线L₂为所述多栅探针制止电压为U₂时得到的曲线；所述离子电流随脉冲周期变化的曲线L₃为所述多栅探针制止电压为U₃时得到的曲线；所述离子电流随脉冲周期变化的曲线L_n为所述多栅探针制止电压为U_n时得到的曲线；

电流获取模块，用于根据离子电流随脉冲周期变化的曲线L₁，L₂，L₃，......L_n，分别获取脉冲周期内时刻T₁的电压值U₁，U₂，U₃,......,U_n对应的离子电流值I₁，I₂，I₃,......,I_n；

平均速度获取模块，用于根据时刻T₁的电压值U₁，U₂，U₃,......,U_n与对应的离子电流值I₁，I₂，I₃,......,I_n，获取时刻T₁的离子平均速度＜v(t₁)＞；

比冲获取模块，用于根据所述时刻T₁的离子平均速度＜v(t₁)＞，获得时刻T₁的电推力器的比冲，还用于以设定时间间隔分别获取脉冲周期内时刻T₂，T₃,......,T_n的所述电推力器的比冲；

比冲关系分布确定模块，用于根据所述脉冲周期内时刻T2，T3,......,Tn的所述电推力器的比冲，确定所述电推力器的比冲随脉冲周期变化的关系分布。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述比冲关系分布确定模块具体包括：

放电电流曲线获取单元，用于获取所述电推力器的放电电流随脉冲周期变化的曲线L_d；

时间段获取单元，用于根据所述放电电流随脉冲周期变化的曲线L_d获得一个脉冲周期内放电电流上升时间段、平台时间段和下降时间段；

比冲关系分布获取单元，用于根据所述时刻T₁，T₂，T₃,......,T_n的电推力器的比冲，获得所述放电电流上升时间段内的电推力器的比冲随脉冲周期变化的关系分布、所述放电电流平台时间段内的电推力器的比冲随脉冲周期变化的关系分布和所述放电电流下降时间段内的电推力器的比冲随脉冲周期变化的关系分布。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述平均速度获取模块具体包括：

函数关系获取单元，用于根据时刻T₁的电压值U₁，U₂，U₃,......,U_n与对应的离子电流值I₁，I₂，I₃,......,I_n得到时刻T₁离子电流值与电压值的函数关系；

速度分布函数获取单元，用于根据时刻T₁所述电压值与离子电流值的函数关系获得时刻T₁的离子速度分布函数g(v(t₁))；

平均速度获取单元，用于利用公式获得T₁时刻的离子平均速度＜v(t₁)＞。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述比冲关系分布确定模块具体包括：

比冲获取单元，用于利用公式获得时刻T₁的电推力器的比冲I_s1，其中g为当地的引力加速度。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述速度分布函数获取单元具体包括：

电流值与速度分布函数获取子单元，用于获取所述离子电流值与所述离子速度分布函数的关系表达式为：其中e为单位电荷电量，s为多栅探头接受面积，m为离子质量，I(t₁)表示T₁时刻电压为U(t₁)时的离子电流值；

函数关系表达式变形子单元，用于根据设定的时刻T₁电压值与离子电流值的函数关系I(t₁)＝h(U(t₁))，将所述离子电流值与所述离子速度分布函数的关系表达式变形，获得变形后的表达式为：即

速度函数获取子单元，用于根据离子速度与电压值关系表达式获得：