应用图像法诊断霍尔推力器等离子体参数的实验研究

发布时间：2024-04-12 23:25

　　霍尔推力器是我国航天推进领域主要发展的一种电推进类型。其羽流等离子体参数的诊断方法十分丰富。基于深度学习技术的图像法作为一种羽流图像诊断方法具有快速、可靠的特点。本文首先通过实验和模拟结合的方法对霍尔推力器稳态等离子体诊断数据处理方法进行了研究。阐述了实验中使用的神经网络结构和特点,给出了羽流探针诊断数据的处理方法,及其在应用深度学习技术时需要做出的调整。给出了针对等离子体诊断任务合适的羽流图像预处理方法。使用随机裁剪和随机缩放的方法增大了图像数据集。使用增加随机噪声的方法增大了探针数据集。建立了用于神经网络训练的图像-等离子体参数数据集。通过实验和仿真的方法研究了基于深度学习技术等离子体诊断模型拟合效果的各种影响因素。使用搭建的深层卷积神经网络用于霍尔推力器稳态等离子体诊断。分析了不同网络的训练速度和性能表现。研究了变工况霍尔推力器的羽流云图变化规律,其结果与以往的实验结果基本一致。证明了模型的可靠性。然后,通过实验研究了不同拍摄角度和拍摄距离对网络模型计算结果造成的误差。结果显示拍摄距离的变化对电子温度和离子密度的影响趋势是相同的。存在偏移角度时,模型计算的离子密度都有较明显的增大...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-10推力器羽流随空心阴极加热功率的变化[22]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文4提高，等离子体桥内的颜色会逐渐由淡白色转为淡绿色，最后变为紫红色。并采用光谱法测量了出口处等离子体辐射强度，发现阴极高加热功率条件下平均电子温度会升高。可以看出，推力器工作状态不同的时候出口等离子体参数会变化，对应的羽流形态也有所不同。图1-10推....

图1-5圆环霍尔推力器点火后轴截面上的羽流变化图像[26]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文6“呼吸”不稳定有关，羽流的周期性发散是推力器磁场分界的电离区位置变化引起的[26]。图1-4圆环霍尔推力器点火到稳定的周向放电过程[25]图1-5圆环霍尔推力器点火后轴截面上的羽流变化图像[26]杨天赐等提出了一种基于羽流图像评估羽流发散角的方法，....

图1-4圆环霍尔推力器点火到稳定的周向放电过程[25]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文6“呼吸”不稳定有关，羽流的周期性发散是推力器磁场分界的电离区位置变化引起的[26]。图1-4圆环霍尔推力器点火到稳定的周向放电过程[25]图1-5圆环霍尔推力器点火后轴截面上的羽流变化图像[26]杨天赐等提出了一种基于羽流图像评估羽流发散角的方法，....

图1-6变工况下不同的羽流形态[28]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文7映的是羽流区电子、离子、原子的综合信息，而传统的羽流发散角只考虑离子通量。实际上羽流边缘处原子含量占有较大比重[28]。（a）聚焦羽流（b）欠聚焦羽流（c）过聚焦羽流图1-6变工况下不同的羽流形态[28]胡俊锋等人基于图像法[29]测量了霍尔推力器....

本文编号：3952132