The invention belongs to the field of space propulsion control. The invention provides an electric propulsion vector thrust control scheme, which realizes the following steps: establishing the coordinate system of the propeller; testing the relationship between deflection angle and deflection voltage and total thrust, verifying the corresponding interpolation method; testing the relationship between total thrust and launch voltage, verifying the corresponding interpolation method; calculating items according to the target vector thrust. The standard launch voltage and deflection voltage; the actual voltage of the electric propeller is adjusted to the target voltage; the variable weight coefficient method is used to achieve precise thrust regulation by multi-objective closed-loop control. The invention is suitable for two-dimensional electrostatic vector electric thruster, and can realize vector thrust control quickly and accurately.
【技术实现步骤摘要】
一种电推进矢量推力控制方案
本专利技术属于航天推进控制领域,涉及一种电推进矢量推力控制方案。
技术介绍
电推进器是指利用电能加速带电工质,产生推力的一类推进器。例如霍尔推进器、铟推进器、离子液体推进器、脉冲等离子体推进器等。这些推进器推力从微牛顿到几牛顿范围不等,广泛应用于航天推进领域。基于带电粒子在静电场中的偏转可以实现能进行矢量推力的电推进器,这是一类新型电推进方式,可以在三个坐标方向同时产生推力,从而实现更为复杂的任务。这类推进器在x方向和y方向分别有偏转电极,用于对带电粒子进行偏转,对两个方向同时进行偏转,可以实现二维平面大范围的推力输出,同时调节总推力输出,可实现三个方向推力的同时控制。为了实现矢量推力的控制,本专利技术提出了一种电推进矢量推力控制方案。
技术实现思路
要解决的技术问题现有一类电推进器,具有矢量推力输出能力,其工作过程需要调节相应的参数值,来达到期望的矢量推力,为解决这类矢量电推进器的推力控制问题,本专利技术提出了一种电推进矢量推力控制方案。技术方案1.如图1所示,一种电推进矢量推力控制方案,其特征在于包括如下步骤:步骤一:建立推进器坐标系,所述坐标系为空间笛卡尔坐标系,z轴正方向与电推进器轴心重合,指向带电粒子排出方向,x方向和y方向满足右手系规则。步骤二:通过试验获得电推进器x方向偏转角θx、与x方向偏转电压Ux和总推力F的关系(1),通过试验获得电推进器y方向偏转角θy、与y方向偏转电压Uy和总推力F的关系(2),并建立相应的插值方法(3),所下如示:θx=f1(Ux,F)(1)θy=f2(Uy,F)(2)(Ux,Uy)=f3( ...
【技术保护点】
1.一种电推进矢量推力控制方案,其特征在于包括如下步骤:步骤一:建立推进器坐标系,所述坐标系为空间笛卡尔坐标系,z轴正方向与电推进器轴心重合,指向带电粒子排出方向,x方向和y方向满足右手系规则。步骤二:通过试验获得电推进器x方向偏转角与x方向偏转电压和总推力的关系(1),通过试验获得电推进器y方向偏转角与y方向偏转电压和总推力的关系(2),并建立相应的插值方法(3)。步骤三:通过试验获得电推进器总推力F与发射电压U的关系(4),并建立相应的插值方法(5)。步骤四:基于三个方向的推力需求Fx、Fy和Fz,根据公式(6)求解得到电推进器总推力F,以及x方向偏转角和y方向偏转角。步骤五:利用试验得到的关系式(1)(2)(4),和插值方法(3)(5),计算出发射电压、x方向偏转电压和y方向偏转电压的大小,并调节到相应电压值。步骤六:实时测量三个方向的实际推力大小,作为闭环控制系统的反馈输入,微调发射电压、x方向偏转电压和y方向偏转电压使推力达到期望要求。
【技术特征摘要】
1.一种电推进矢量推力控制方案,其特征在于包括如下步骤:步骤一:建立推进器坐标系,所述坐标系为空间笛卡尔坐标系,z轴正方向与电推进器轴心重合,指向带电粒子排出方向,x方向和y方向满足右手系规则。步骤二:通过试验获得电推进器x方向偏转角与x方向偏转电压和总推力的关系(1),通过试验获得电推进器y方向偏转角与y方向偏转电压和总推力的关系(2),并建立相应的插值方法(3)。步骤三:通过试验获得电推进器总推力F与发射电压U的关系(4),并建立相应的插值方法(5)。步骤四:基于三个方向的推力需求Fx、Fy和Fz,根据公式(6)求解得到电推进器总推力F,以及x方向偏转角和y方向偏转角。步骤五:利用试验得到的关系式(1)(2)(4),和插值方法(3)(5),计算出发射电压、x方向偏转电压和y方向偏转电压的大小,并调节到相应电压值。步骤六:实时测量三个方向的实际推力大小,作为闭环控制系统的反馈输入,微调发射电压、x方向偏转电压和y方向偏转电压使推力达到期望要求。2.根据权利要求1所述的一种电推进矢量推力控制方案,其特征在于步骤二的实现过程如下:步骤2....
【专利技术属性】
技术研发人员:李建玲,黄成金,范玮,熊姹,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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