一种离子电推进寿命试验加速因子确定方法技术

本申请涉及空间电推进动力技术领域，具体而言，涉及一种离子电推进寿命试验加速因子确定方法，步骤1：建立数据集；步骤2：初步筛选重要应力参数；步骤3：将重要应力参数与离子电推进器的设计参数进行关联；步骤4：建立关键应力

【技术实现步骤摘要】
一种离子电推进寿命试验加速因子确定方法


[0001]本申请涉及空间电推进动力
，具体而言，涉及一种离子电推进寿命试验加速因子确定方法。

技术介绍

[0002]离子电推进的显著特点是推力高、精度可调节、寿命长(几万小时以上)、高可靠。在空间应用前，为了验证离子电推进系统的长寿命和高可靠性，离子电推进需要在地面进行天地1:1的寿命试验。然而，1:1的寿命耗时极长(以14000h为例，需要3年的时间)、成本代价极大。因此，寻找一种能够实现离子电推进性能地面试验加速验证的方法极为迫切，能大幅减小离子电推进工程产品的研制周期和成本代价。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种离子电推进寿命试验加速因子确定方法，基于已有的离子推力器1:1寿命试验数据，并结合数据挖掘算法，能够对加速因子进行确定，从而大幅减小离子电推进工程产品的研制周期和成本代价。
[0004]为了实现上述目的，本申请提供了一种离子电推进寿命试验加速因子确定方法，基于现有的离子电推进系统的试验数据，并结合数据挖掘算法，包括如下步骤：步骤1：基于现有的离子电推进系统地面14000小时寿命试验数据库，建立应力
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寿命参数数据训练集和设计
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寿命参数时序预测集；步骤2：用偏最小二乘回归算法，筛选出与离子电推进寿命密切相关的应力参数，作为关键应力参数；步骤3：将步骤2中的关键应力参数与离子电推进器的设计参数进行关联；步骤4：从应力
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寿命参数数据训练集中抽取关键应力
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>寿命参数数据，采用支持向量回归算法，建立关键应力
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寿命参数线性模型；步骤5：将步骤3中关联后的设计参数带入关键应力
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寿命参数线性模型中，建立基于时序的寿命评估模型；步骤6：将基于时序的寿命评估模型的计算分析结果与设计
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寿命参数时序预测集进行对比校验；步骤7：对比校验后，采用支持向量回归对基于时序的寿命评估模型进行非线性的修正，完成模型的优化；步骤8：基于优化后的时序非线性寿命评估模型，建立分时段的离子电推进寿命评估模型，从而实现加速因子的确定。
[0005]进一步的，在步骤1中，应力
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寿命参数数据训练集和设计
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寿命参数时序预测集均包括n项应力参数、m项寿命参数以及p项设计参数。
[0006]进一步的，n项应力参数包括栅极引出功率、阳极电位、磁钢磁场分布、控制灵敏度、电源输出稳定度、中和器加热电压电流、中和器触持电压电流、推进剂流率、推力器出口背景气压以及放电室壁面温度中的一种或者多种；m项寿命参数包括加速栅极刻蚀孔径、阴极顶腐蚀质量以及磁钢特征衰退平均速中的一种或者多种；p项设计参数包括栅极间距、栅孔直径以及栅极透明度中的一种或者多种。
[0007]进一步的，在步骤2中，采用变量投影重要性指标作为筛选关键应力参数的准则。
[0008]进一步的，在步骤6中，将基于时序的寿命评估模型应用在设计
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寿命参数时序预
测集中，观察模型预测的寿命与预测集中的寿命之间的差距是否可以接受，可以接受即认为模型预测性良好，不可以接受的部分进入下一步骤进行模型优化。
[0009]进一步的，在步骤7中，进行模型优化时，采用高斯核作为支持向回归的核函数。
[0010]本专利技术提供的一种离子电推进寿命试验加速因子确定方法，具有以下有益效果：本申请基于已有的离子推力器1:1寿命试验数据，并结合数据挖掘算法，实现了离子电推进寿命试验加速因子由粗放化向精细化的改进，实现了以前的正向设计向逆向反设计的转变，实现了加速寿命因子确定方法从线性向非线性的优化，该方法的工程应用价值更高、针对性更强。
附图说明
[0011]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本申请实施例提供的离子电推进寿命试验加速因子确定方法的流程图。
具体实施方式
[0012]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0013]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0014]在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0015]并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0016]另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
[0017]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0018]如图1所示，本申请提供了一种离子电推进寿命试验加速因子确定方法，基于现有
的离子电推进系统的试验数据，并结合数据挖掘算法，包括如下步骤：步骤1：基于现有的离子电推进系统地面14000小时寿命试验数据库，建立应力
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寿命参数数据训练集和设计
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寿命参数时序预测集；寿命试验数据分为应力参数采样和设计参数采样，其中应力参数和寿命参数为传感器数据，采样周期为2小时；设计参数为试验小节结束、暂停出舱时的实测数据，采样周期为500小时。因此建立应力
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寿命参数为训练集，用于模型建立；设计
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寿命参数为时序预测集，数据量偏少，因此仅用于模型验证。基于已有的离子推力器1:1寿命试验，建立应力
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寿命参数数据集，并进行异常值筛除和标准化处理；数据集S = [XY]中X
N
×
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子电推进寿命试验加速因子确定方法，基于现有的离子电推进系统的试验数据，并结合数据挖掘算法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于现有的离子电推进系统地面14000小时寿命试验数据库，建立应力
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寿命参数数据训练集和设计
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寿命参数时序预测集；步骤2：用偏最小二乘回归算法，筛选出与离子电推进寿命密切相关的应力参数，作为关键应力参数；步骤3：将步骤2中的关键应力参数与离子电推进器的设计参数进行关联；步骤4：从应力
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寿命参数数据训练集中抽取关键应力
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寿命参数数据，采用支持向量回归算法，建立关键应力
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寿命参数线性模型；步骤5：将步骤3中关联后的设计参数带入关键应力
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寿命参数线性模型中，建立基于时序的寿命评估模型；步骤6：将基于时序的寿命评估模型的计算分析结果与设计
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寿命参数时序预测集进行对比校验；步骤7：对比校验后，采用支持向量回归对基于时序的寿命评估模型进行非线性的修正，完成模型的优化；步骤8：基于优化后的时序非线性寿命评估模型，建立分时段的离子电推进寿命评估模型，从而实现加速因子的确定。2.根据权利要求1所述的离子电推进寿命试验加速因子确定方法，其特征在于，在步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿海，吴辰宸，孙新锋，王润福，王紫桐，贺亚强，蒲彦旭，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：