用于引力波探测的微牛级霍尔电推进技术

发布时间：2021-04-22 06:37

　　为满足空间引力波探测卫星无拖曳控制所需的微牛级推力宽范围连续可调的推进需求,依据霍尔电推进工作原理,分析微牛级霍尔推力器的设计理念,并经过一系列的推力器特征尺寸优化研究,设计了出口直径4 mm、通道长度30 mm的微牛级会切型霍尔推力器.实验测试结果表明:该型推力器可实现推力0.2～112.7μN的连续可调输出,满足引力波探测任务对推力器推力输出范围的需求.为进一步改善推力噪声等推力器动态性能指标,开展了推力器控制系统设计和仿真研究,并根据无拖曳控制原理建立无拖曳卫星仿真系统,对微牛级霍尔推力器应用于引力波探测任务的可行性进行仿真评估.推力器控制和无拖曳卫星的仿真结果表明:推力器闭环控制可有效降低推力噪声,提高推力输出快速性和精度,还可大幅提升非保守力补偿精度,使航天器与测试质量之间的位移误差满足引力波探测计划的无拖曳控制精度指标.该型微牛级会切型霍尔推力器可满足引力波探测任务的推进需求,具备应用于此类空间科学任务的可能. 

【文章来源】：哈尔滨工业大学学报. 2020,52(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【文章目录】：
1 微牛级霍尔推力器设计及性能实验
    1.1 微牛级霍尔推力器设计
    1.2 推力器性能测试及实验结果
2 推力闭环控制仿真研究
    2.1 推力器闭环控制设计
    2.2 仿真算例及结果分析
3 推力器实现无拖曳应用的可行性分析
    3.1 无拖曳卫星仿真系统建模
        3.1.1 轨道运动状态方程
        3.1.2 非保守力计算
        3.1.3 航天器控制律设计
    3.2 仿真结果分析
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]无拖曳控制技术研究及在我国空间引力波探测中的应用[J]. 邓剑峰,蔡志鸣,陈琨,侍行剑,余金培,李华旺.  中国光学. 2019(03)
[2]空间引力波探测——天文学的一个新窗口[J]. 黄双林,龚雪飞,徐鹏,Pau Amaro-Seoane,边星,陈跃文,陈弦,房震,冯学锋,刘富坤,李硕,李想,罗子人,邵明学,Rainer Spurzem,唐文林,王龑,王瑛,臧云龙,刘润球.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(01)
[3]空间电推进技术及应用新进展[J]. 张天平,张雪儿.  真空与低温. 2013(04)
[4]空间激光干涉引力波探测[J]. 罗子人,白姗,边星,陈葛瑞,董鹏,董玉辉,高伟,龚雪飞,贺建武,李洪银,李向前,李玉琼,刘河山,邵明学,宋同消,孙保三,唐文林,徐鹏,徐生年,杨然,靳刚.  力学进展. 2013(04)
[5]无拖曳控制技术及其应用[J]. 胡明,李洪银,周泽兵.  载人航天. 2013(02)

博士论文
[1]多级会切磁场等离子体推力器的电离和加速机制研究[D]. 胡鹏.哈尔滨工业大学 2017



本文编号：3153318