【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及霍尔推力器在轨性能监测，特别是涉及一种磁传感器位置的筛选方法。
技术介绍
1、霍尔推力器是目前应用最多的一种电推进装置，已广泛用于航天器在轨位置保持、轨道转移以及星际航行等一系列空间任务。近年来，随着投入使用数量的增多，霍尔推力器的天地差异性问题愈加显露。为了促进霍尔推力器进一步发展、提高霍尔推力器在轨运行的可靠性，就需要对霍尔推力器的在轨运行状态进行实时监测与分析。霍尔推力器的运行状态取决于放电通道内等离子体与磁场相互作用。其中，由电子在通道内正交电磁场作用下做霍尔漂移运动所形成的周向漂移电流是霍尔推力器这一概念模型形成的关键，直接决定了霍尔推力器的诸多性能。因此，霍尔推力器周向漂移电流的在轨监测对霍尔推力器的工程应用而言至关重要。
2、在霍尔推力器周向漂移电流的测量方法中，常用手段包括基于探针的侵入式测量和基于电磁信号转换的非侵入式测量。考虑到基于探针的侵入式测量需要在测量时将探针伸入霍尔推力器通道内，这将在极大程度上影响霍尔推力器自身放电过程，因此无法满足在轨测量需求。在基于电磁信号转换的非侵入式测量中，一种现有方法是通过周向漂移电流的感生磁通逆向求解周向漂移电流从而实现非侵入式测量，即霍尔推力器周向漂移电流的磁通测量法。要获得霍尔推力器周向漂移电流的感生磁通，就需要在霍尔推力器的磁场覆盖范围内找到合适的磁传感器摆放位置。针对这一问题，目前尚不存在相应的筛选标准及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种磁传感器位置的筛选方法，以解决当前传
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种磁传感器位置的筛选方法，包括：
4、获取霍尔推力器产生周向漂移电流前后候选区域内的磁通数据；所述候选区域由霍尔推力器的尺寸设计确定，且所述候选区域内的所有网格节点构成候选网格节点集合；所述磁通数据包括：无周向电流磁场时的候选网格节点集合中各个网格节点的磁通密度值b0和有周向电流磁场时的候选网格节点集合中各个网格节点的磁通密度值b；所述磁通密度值b0包括磁通密度径向分量br0与磁通密度轴向分量bz0；所述磁通密度值b包括磁通密度径向分量br与磁通密度轴向分量bz；
5、根据所述磁通数据和磁传感器的线性测量阈值，从所述候选网格节点集合中筛选出满足磁通大小要求的网格节点，得到第一网格节点集合；
6、根据所述磁通数据经磁传感器接收后产生的输出电压，从所述第一网格节点集合中筛选出满足磁通增量要求的网格节点并进行优先级排序，得到第二径向有序网格节点集合和第二轴向有序网格节点集合；
7、从所述第二径向有序网格节点集合和所述第二轴向有序网格节点集合中分别筛选出满足与霍尔推力器的相对位置要求的网格节点，得到第三径向有序网格节点集合和第三轴向有序网格节点集合；
8、从所述第三径向有序网格节点集合和所述第三轴向有序网格节点集合中分别筛选出满足传感器间距要求的设定个数的网格节点，得到第四径向有序网格节点集合和第四轴向有序网格节点集合；
9、将所述第四径向有序网格节点集合和所述第四轴向有序网格节点集合中的所有网格节点的位置确定为磁传感器的摆放位置。
10、可选地，获取霍尔推力器产生周向漂移电流前后候选区域内的磁通数据，具体包括：
11、在二维磁场有限元仿真计算软件中导入霍尔推力器模型，建立以o点为原点的(r,z)轴对称坐标系，并进行材料和参数设置；其中，o点为霍尔推力器的底面圆心，r轴方向为霍尔推力器的径向方向，z轴方向为霍尔推力器的轴向方向；从r＝40mm且z＝6mm的位置开始，以δr＝1mm且δz＝1mm为间距，在r∈[40,100]且z∈[6,100]范围内的全部网格节点构成候选网格节点集合{p0}；
12、基于所述霍尔推力器模型，采用有限元法对麦克斯韦方程组中的静磁学方程进行求解，得到霍尔推力器产生周向漂移电流前后候选区域内的磁通数据。
13、可选地，根据所述磁通数据和磁传感器的线性测量阈值，从所述候选网格节点集合中筛选出满足磁通大小要求的网格节点，得到第一网格节点集合，具体包括：
14、从所述候选网格节点集合{p0}中筛选出磁通密度径向分量br0、磁通密度轴向分量bz0、磁通密度径向分量br和磁通密度轴向分量bz的绝对值均在磁传感器的线性测量阈值内的网格节点，得到第一网格节点集合{p1}。
15、可选地，根据所述磁通数据经磁传感器接收后产生的输出电压，从所述第一网格节点集合中筛选出满足磁通增量要求的网格节点并进行优先级排序，得到第二径向有序网格节点集合和第二轴向有序网格节点集合，具体包括：
16、设磁通密度径向分量br0、磁通密度轴向分量bz0、磁通密度径向分量br和磁通密度轴向分量bz的绝对值经磁传感器接收后产生的输出电压分别为ur0、uz0、ur和uz；
17、从所述第一网格节点集合{p1}中筛选出|ur-ur0|和|uz-uz0|放大设定倍数后均大于或等于设定电压值的网格节点，得到第二网格节点集合{p2}；
18、分别以|ur-ur0|和|uz-uz0|从大到小为标准对所述第二网格节点集合{p2}中的网格节点进行优先级排序，得到第二径向有序网格节点集合{p2r}和第二轴向有序网格节点集合{p2z}。
19、可选地，从所述第二径向有序网格节点集合和所述第二轴向有序网格节点集合中分别筛选出满足与霍尔推力器的相对位置要求的网格节点，得到第三径向有序网格节点集合和第三轴向有序网格节点集合，具体包括：
20、以霍尔推力器的出口平面为x轴，通道外壁面延长线为y轴，交点为o’点，建立局部坐标系xo’y，并从o’点出发作与y轴夹角为霍尔推力器的羽流夹角的射线，将射线右方区域作为不受霍尔推力器羽流影响区域；
21、采用两块绝缘隔热板分别放置于霍尔推力器的外壳以外和底板以上，并在绝缘隔热板正反两面均安装热电偶进行温度测量，当两块绝缘隔热板远离霍尔推力器外壳面的测量温度均低于磁传感器的额定工作温度时，将两块绝缘隔热板远离霍尔推力器外壳面以外区域作为不受霍尔推力器散热影响区域；
22、从所述第二径向有序网格节点集合{p2r}中筛选出同时位于不受霍尔推力器羽流影响区域和不受霍尔推力器散热影响区域的网格节点，得到第三径向有序网格节点集合{p3r}；
23、从所述第二轴向有序网格节点集合{p2z}中筛选出同时位于不受霍尔推力器羽流影响区域和不受霍尔推力器散热影响区域的网格节点，得到第三轴向有序网格节点集合{p3z}。
24、可选地，从所述第三径向有序网格节点集合和所述第三轴向有序网格节点集合中分别筛选出满足传感器间距要求的设定个数的网格节点，得到第四径向有序网格节点集合和第四轴向有序网格节点集合，具体包括：
25、令i为从1开始的正整数，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，获取霍尔推力器产生周向漂移电流前后候选区域内的磁通数据，具体包括：
3.根据权利要求2所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，根据所述磁通数据和磁传感器的线性测量阈值，从所述候选网格节点集合中筛选出满足磁通大小要求的网格节点，得到第一网格节点集合，具体包括：
4.根据权利要求3所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，根据所述磁通数据经磁传感器接收后产生的输出电压，从所述第一网格节点集合中筛选出满足磁通增量要求的网格节点并进行优先级排序，得到第二径向有序网格节点集合和第二轴向有序网格节点集合，具体包括：
5.根据权利要求4所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，从所述第二径向有序网格节点集合和所述第二轴向有序网格节点集合中分别筛选出满足与霍尔推力器的相对位置要求的网格节点，得到第三径向有序网格节点集合和第三轴向有序网格节点集合，具体包括：
6.根据权利要求5所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，从所述第
7.根据权利要求3所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，所述磁传感器的线性测量阈值为2Gauss至10Gauss。
8.根据权利要求4所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，所述设定倍数为20倍，所述设定电压值为100mV。
9.根据权利要求5所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，所述霍尔推力器的羽流夹角为45°；所述不受霍尔推力器散热影响区域为位于霍尔推力器的外壳往右10mm以外以及霍尔推力器的半个通道深度以上的区域。
10.根据权利要求6所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，所述轴向传感器封装尺寸方框的长为6.2mm，宽为5mm；所述轴向禁选区方框的长为7.2mm，宽为6mm；所述径向传感器封装尺寸方框的长为5mm，宽为6.2mm；所述径向禁选区方框的长为6mm，宽为7.2mm。
...【技术特征摘要】
1.一种磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，获取霍尔推力器产生周向漂移电流前后候选区域内的磁通数据，具体包括：
3.根据权利要求2所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，根据所述磁通数据和磁传感器的线性测量阈值，从所述候选网格节点集合中筛选出满足磁通大小要求的网格节点，得到第一网格节点集合，具体包括：
4.根据权利要求3所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，根据所述磁通数据经磁传感器接收后产生的输出电压，从所述第一网格节点集合中筛选出满足磁通增量要求的网格节点并进行优先级排序，得到第二径向有序网格节点集合和第二轴向有序网格节点集合，具体包括：
5.根据权利要求4所述的磁传感器位置的筛选方法，其特征在于，从所述第二径向有序网格节点集合和所述第二轴向有序网格节点集合中分别筛选出满足与霍尔推力器的相对位置要求的网格节点，得到第三径向有序网格节点集合和第三轴向有序网格节点集合，具体包括：
6.根据权利要求5所述的磁传感器位...
【专利技术属性】
技术研发人员：任姿颖，魏立秋，扈延林，韩亮，于达仁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。