基于脈沖等離子體源的航天器表面電位主動(dòng)控制的研究的開(kāi)題報(bào)告

基于脈沖等離子體源的航天器表面電位主動(dòng)控制的研究的開(kāi)題報(bào)告一、課題背景及研究意義目前，隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，航天器的用途也變得越來(lái)越廣泛，包括地球觀測(cè)、天文探測(cè)、通信衛(wèi)星等多個(gè)領(lǐng)域。然而，在航天器的使用中，存在一些電磁環(huán)境的問(wèn)題，比如空間等離子體的存在會(huì)對(duì)航天器表面產(chǎn)生電荷，從而導(dǎo)致電位的變化，進(jìn)而引發(fā)電弧危害、通信干擾等問(wèn)題。因此，對(duì)航天器表面電位的主動(dòng)控制已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。本課題主要研究基于脈沖等離子體源的航天器表面電位主動(dòng)控制，旨在提高航天器在復(fù)雜電磁環(huán)境下的安全性和穩(wěn)定性，降低電弧危害和通信干擾等問(wèn)題的發(fā)生，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。二、研究?jī)?nèi)容和方案基于脈沖等離子體源的航天器表面電位主動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)航天器表面電荷的中和和調(diào)節(jié)，需要進(jìn)行以下研究：1.脈沖等離子體源的研究。2.航天器表面電位的測(cè)試與分析。3.電勢(shì)調(diào)節(jié)的原理分析和算法設(shè)計(jì)。4.脈沖等離子體源與航天器表面電位的耦合研究。5.控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。具體的實(shí)驗(yàn)方案如下：1.脈沖等離子體源的設(shè)計(jì)和制備，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究其工作特性，包括等離子體密度、溫度、流速等。2.航天器表面電位的測(cè)試與分析，采用球形探針測(cè)量方法測(cè)試航天器表面電位，利用測(cè)試數(shù)據(jù)分析不同工況下航天器表面電位的變化規(guī)律。3.電勢(shì)調(diào)節(jié)原理分析和算法設(shè)計(jì)，研究航天器表面電勢(shì)調(diào)節(jié)的原理和相關(guān)算法。4.脈沖等離子體源與航天器表面電位的耦合研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究等離子體源與航天器表面電位之間的相互作用，以尋求最優(yōu)的電勢(shì)調(diào)節(jié)方法和參數(shù)。5.控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行電勢(shì)調(diào)節(jié)算法和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，達(dá)到控制航天器表面電位的目的。三、預(yù)期成果1.建立基于脈沖等離子體源的電位控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)航天器表面電位的主動(dòng)控制。2.探究航天器表面電位相關(guān)機(jī)理，為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。3.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電勢(shì)調(diào)節(jié)算法，建立電位調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。4.實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器表面電位的主動(dòng)控制，提升航天器在電磁環(huán)境下的安全穩(wěn)定性。四、研究進(jìn)度計(jì)劃本課題的研究周期為2年，研究進(jìn)度計(jì)劃如下：第一年：1.研究脈沖等離子體源的特性和工作原理。2.進(jìn)行航天器表面電位的測(cè)試與分析，探究航天器表面電位的變化規(guī)律。3.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電勢(shì)調(diào)節(jié)算法。第二年：1.研究脈沖等離子體源與航天器表面電位的相互作用。2.建立電位控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器表面電位的主動(dòng)控制。3.完成課題研究并進(jìn)行總結(jié)。五、參考文獻(xiàn)1.李晨曦，張正，何彥軍.空間航天器表面電場(chǎng)影響及控制技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2018，41（21）：102-105。2.WinterH,JahnM.Low-powerplasmasourceforspaceapplications.JournalofVacuumScience&TechnologyAVacuumSurfaces&Films,2013,31(3):031305.3.何慶林，謝志偉.空間環(huán)境對(duì)衛(wèi)星表面電荷影響的分析[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2012，34（10）：2501-2505。4.KenkreVM,LinMC.Neutralizationofspacecraftchargebyplasmasources.JournalofGeophysicalResearch:SpacePhysics,2004,109(A12).5.MattinglyS,ByrneLB.PlasmaAttenuationofSpacecraft‐InducedCharging:ComparingPhysics-BasedandEngin