(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111544204.8 (22)申请日 2021.12.16 (71)申请人 中国航天标准 化研究所 地址 100071 北京市丰台区小屯路89号 航 天标准大厦 (72)发明人 徐洪武　王伟　朱炜　陈凤熹　 耿海　贾艳辉　李婧　蔡健平　 王喜奎　韩天龙　施帆　张晓军　 伍招冲　张睿　宋汝宁　刘艳荣　 李觐竹　毛敏　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 代理人 李冉(51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于时变应力的多模式电推力器寿命 预测方法 (57)摘要 一种基于时变应力的多模式电推力器寿命 预测方法， 包括， 获取不同探测阶段的工作模式 以及与各个工作模式相对应的工作时间； 通过预 先训练好的参数预测模型， 得到不同工作模式的 应力下的溅射刻蚀初始退化率， 漂移系数和扩散 系数； 根据溅射刻蚀初始退化率， 漂移系数和扩 散系数计算时变应力下电推力器栅极系统溅射 刻蚀程度； 根据时变应力下电推力器栅极系统溅 射刻蚀程度， 计算应力下栅极磨损变化情况； 设 定溅射刻蚀阈值， 根据栅极磨损变化情况， 计算 各个工作模式下到达加速栅的刻蚀阈值所需要 的时间， 并进行累加， 得到电推力器的寿命； 本发 明考虑了不同模式下电推力器溅射刻蚀对寿命 的影响， 通过各个模式下的溅射刻蚀情况进行累 积得到电推力器寿 命。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114218676 A 2022.03.22 CN 114218676 A 1.一种基于时变 应力的多模式电推力器寿命预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤， 确定工作模式以及与各个工作模式相对应的工作时间； 根据所述工作模式， 通过预先构建的参数预测模型， 得到不同工作模式的应力k下的溅 射刻蚀初始退化 率 μk， 漂移系数bk和扩散系数σk； 根据所述溅射刻蚀初始退化率μk， 漂移系数bk和扩散系数σk计算时变应力下电推力器 栅极系统溅射刻蚀程度； 根据所述时变应力下电推力器栅极系统溅射刻蚀程度， 计算应力k下栅极磨损变化情 况； 设定溅射刻蚀阈值， 根据所述栅极磨损变化情况， 计算各个工作模式下到达加速栅的 刻蚀阈值所需要的时间， 并进行累加， 得到电推力器的寿命。 2.根据权利要求1所述的一种基于时变应力的多模式电推力器寿命预测方法， 其特征 在于， 所述 参数预测模型的构建步骤 包括， 从加速栅中定位9个栅 孔； 设置试验刻蚀阈值， 在不同的应力k下， 分别对加速栅进行刻蚀， 直至刻蚀数据达到所 述试验刻蚀阈值； 进行刻蚀过程中， 测量第i时刻第j个栅孔 的刻蚀数据， 其中， i＝0， 1， 2...， n； j＝1， 2, 3...9； 计算不同工作模式的应力k下的溅射刻蚀初始退化率μk， 漂移系数bk和扩散系数σk， 表 达式为： 其中， xi,j为第i个时刻， j号栅孔的刻蚀数据， xi,1为第i时刻， 1号栅孔的刻蚀数据， xi,9 为第i时刻， 9号栅孔的刻蚀数据； ti表示第i时刻的测量时间， tn为实验最终测量时间， t1为 实验起始测量时间。 3.根据权利要求2所述的一种基于时变应力的多模式电推力器寿命预测方法， 其特征 在于， 所述栅孔的定位方法包括， 在所述加速栅的中心定位1个栅孔， 在所述加速栅的中间 定位4个栅孔， 在所述加速栅的边 缘定位4个栅孔。 4.根据权利要求2所述的一种基于时变应力的多模式电推力器寿命预测方法， 其特征 在于， 所述应力k与根据不同工作模式进行对应设置 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114218676 A 25.根据权利要求2所述的一种基于时变应力的多模式电推力器寿命预测方法， 其特征 在于， 所述电推力器栅极系统溅射刻蚀程度通过以下公式进行计算， 其中， Thk表示刻蚀程度， 表示单位时间 内的栅极磨损变化程度， B(t)表示布朗运 动参量； t表示应力k下的试验时间。 6.根据权利要求5所述的一种基于时变应力的多模式电推力器寿命预测方法， 其特征 在于， 所述应力k下栅极磨损变化情况通过以下公式进行计算： 7.根据权利要求1所述的一种基于时变应力的多模式电推力器寿命预测方法， 其特征 在于， 所述设定溅射刻蚀阈值， 根据所述栅极磨损变化情况， 计算各个工作模式下到达加速 栅的刻蚀阈值所需要的时间， 并进行累加， 得到电推力器的寿命 包括： 设置阈值Th， 通过以下公式计算各个工作模式下到达加速栅的刻蚀阈值所需要的时 间， 其中， tk表示与工作模式所对应的应力k下的工作 时间， n表示工作模式个数； 对各个工作模式下到达加速栅的刻蚀阈值所需要的时间进行累加得到电推力器寿命 L， 其中， 表示与工作模式所对应的应力k下的工作寿命。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114218676 A 3