CN114509957A - 离子电推进系统模型的开发方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离子电推进系统模型的开发方法、装置、系统和存储介质。其中开发方法包括：提供操作界面供用户使用，所述操作界面包括：元件区和编辑区，其中所述元件区以图形化的方式显示了预先定义的用于建立离子电推进系统模型的基本元件；以及根据检测到的用户操作，从所述元件区选择基本元件，并基于所述基本元件在所述编辑区中建立离子电推进系统模型，所述离子电推进系统模型包括：推力器模型、用于模拟为所述推力器模型提供工质的贮供单元模型、用于模拟为所述推力器模型供电的电源处理单元模型，和用于模拟控制所述贮供单元模型和所述电源处理单元模型的工作的控制单元模型。本发明实施例，可以实现离子电推进系统模型的便捷建模。

Description

离子电推进系统模型的开发方法、装置、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及空间推进技术领域，尤其涉及一种离子电推进系统模型的开发方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

在航天科学技术中，常见的空间推进技术包括：化学推进技术和离子电推进技术。其中离子电推进技术具有推力小、比冲高和效率高等特点，被广泛应用于航天器姿态控制、位置保持、轨道机动和星际飞行等方面。离子电推进技术的原理是先将气态的工质电离，并在强电场作用下将离子加速喷出，借助于喷出所产生的反作用力推动卫星运动。

当前，离子电推进系统的设计方法包括：试验测试法和数值仿真法。其中，试验测试法是通过搭建实际的产品模型，然后通过不断改变产品的结构和/或工作参数来优化产品设计；此种方法存在费用昂贵和试验测试存在很多局限性的问题。其中，数值仿真法是通过采用数学手段，模拟和再现离子电推进的工作过程，从而得到试验测量不到或难以测量的微观参数或分布，以对推力器的性能、可靠性和寿命等影响因素实现快速定位。数值仿真法可加快产品研发进度、大幅节省产品研发成本。

但是，离子电推进系统的拓扑结构复杂，导致基于数学公式的数值仿真法存在建模困难的问题，有值得改进的必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子电推进系统模型的开发方法、装置、系统及存储介质，能够实现离子电推进系统的便捷建模。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种离子电推进系统模型的开发方法，包括：提供操作界面供用户使用，所述操作界面包括：元件区和编辑区，其中所述元件区以图形化的方式显示了预先定义的用于建立离子电推进系统模型的基本元件；以及根据检测到的用户操作，从所述元件区选择基本元件，并基于所述基本元件在所述编辑区中建立离子电推进系统模型，所述离子电推进系统模型包括：推力器模型、用于模拟为所述推力器模型提供工质的贮供单元模型、用于模拟为所述推力器模型供电的电源处理单元模型，和用于模拟控制所述贮供单元模型和所述电源处理单元模型的工作的控制单元模型。

本发明实施例还提供了一种离子电推进系统模型的开发系统，包括：模型开发与运行平台，其中所述模型开发与运行平台包括：元件库，定义了用于建立离子电推进系统模型所需的基本元件；交互模块，用于提供操作界面供用户使用，所述操作界面包括：元件区和编辑区，其中所述元件区以图形化的方式显示了所述元件库定义的基本元件；以及建模模块，用于根据检测到的用户操作，从所述元件区选择基本元件，并基于所述基本元件在所述编辑区中建立离子电推进系统模型，所述离子电推进系统模型包括：推力器模型、用于模拟为所述推力器模型提供工质的贮供单元模型、用于模拟为所述推力器模型供电的电源处理单元模型，和用于模拟控制所述贮供单元模型和所述电源处理单元模型的工作的控制单元模型。

本发明实施例还提供了一种离子电推进系统模型的开发装置，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的离子电推进系统模型的开发方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的离子电推进系统模型的开发方法。

本发明的有益效果是：

在本发明实施例的离子电推进系统模型的开发方式中，针对离子电推进系统拓扑复杂的情形，预先定义了用于离子电推进系统模型的基本元件，并且这些基本元件以图形化的方式显示给用户以供用户建模时使用，从而在模型开发时，用户可以通过直接选择相应的基本元件的图形(如图标)的方式来建立对应的模型，从而不用以数学表达的方式来建立模型，因此能够方便用户实现便捷建模，提高离子电推进系统模型的开发效率。

附图说明

图1是本发明的离子电推进系统模型的开发方法的实施例的流程示意图；

图2是本发明的离子电推进系统模型的实施例的结构示意图；

图3是本发明的离子电推进系统模型的开发方法的另一实施例的流程示意图；

图4是本发明的离子电推进系统模型的开发系统的实施例的结构示意图；

图5是本发明的离子电推进系统模型的开发系统的另一实施例的结构示意图；以及

图6是本发明的离子电推进系统模型的开发系统的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在空间推进技术领域，对于离子电推进这种技术而言，现有的建模方式要么是基于实物建模，要么是基于数学公式建模。但不论哪种方式建模，由于离子电推进系统拓扑结构天然具有的复杂性，导致技术人员在建模阶段需要投入大量的时间和精力，因此存在建模不便导致开发效率低的问题。针对此问题，本发明实施例预先定义出建立离子电推进系统模型所需要的基本元件，然后将这些基本元件以图形化的方式提供给用户使用，使得用户在建模时，可以直接选择这些基本元件来实现建模，从而提高用户建模的便捷性，进而提高离子电推进系统的开发效率。在此基础上，本发明实施例还可以通过半物理仿真软件接口将建立的离子电推进系统模型导入半物理仿真平台，从而实现离子电推进系统的半物理仿真。具体地，下面结合附图，对本发明实施例进行详细说明。

如图1所示，是本发明的离子电推进系统模型的开发方法的实施例的流程示意图。如图1所示，该开发方法可以包括以下步骤:

步骤S101、提供操作界面供用户使用，其中操作界面上显示了图形化的基本元件。

其中，操作界面可以包括：元件区和编辑区。其中，元件区用于呈现用于建立离子电推进系统模型的基本元件，例如以图形化的方式显示基本元件，例如将基本元件显示为图标或者其他符号，以供开发人员能够直观地调用基本元件。其中基本元件预先定义，例如预先用编程语言来描述基本元件。也就是说，从底层而言，基本元件仍可以使用编程语言来编写，但是其对外是以图形化的方式而不是编程语言的方式来表达的，如此用户可以通过直接选择基本元件的图标来使用基本元件，而无需知道该基本元件是如何编写的。其中，编辑区用于提供离子电推进系统模型的显示和/或操作页面，其在接下来的步骤中会更详细说明。另外，对于操作界面而言，除了可以包括元件区和编辑区之外，还可以包括工具栏、菜单栏和消息区等。例如，工具栏中可以包括：编译工具、放大缩小工具等等。因此，对于操作界面中的区域划分和需要集成的工具等，本领域技术人员可以按需配置，在此不做限制。

步骤S102、根据用户的操作，选择基本元件，并基于所选的基本元件建立离子电推进系统模型。

其中，步骤S102可以对用户在操作界面内的操作行为进行检测，从而根据用户的操作行为，做出相应的反映。例如，用户可以用鼠标点击元件区中的基本元件，当步骤S102检测到此操作时，其将用户点击的基本元件移动至编辑区。又例如，用户可以使用鼠标将要使用的基本元件由元件区拖移至编辑区，以实现基本元件的选择。另外，用户也可以对编辑区中的元件进行操作，例如编辑编辑区的基本元件，比如通过编辑操作来修改元件的参数和/或修改元件之间的连接关系。除此之外，用户也可以在搭建好离子电推进模型之后，通过点击编译工具来指示执行编译操作，以编译编辑区中搭建的离子电推进系统模型。

因此，在本实施例，用户可以通过在元件区选择基本元件，并将其移动至编辑区，以及在编辑区对各基本元件的连接关系、参数等进行设置，从而搭建起离子电推进系统模型，以及执行编译操作来建立离子电进系统模型。其中，搭建的离子电推进系统模型可以具有图2所示的基本结构。具体地，如图2所示，是本发明实施例的离子电推进系统模型2的实施例的结构示意图，该离子电推进系统模型2包括：推力器模型201、贮供单元模型202、电源处理单元模型203和控制单元模型204，需要说明的是，推力器模型201和电源处理单元模型203的数量并不限于1个，可以根据需要设置多个。其中，推力器模型201用于模拟推力器的工作，例如模拟推力器将工质(如氙气或其他气体)电离以生成离子，并在电场作用下加速喷出以产生推力。贮供单元模型202用于模拟贮供单元的工作，例如模拟向推力器输出预定流量的工质。电源处理单元模型203用于模拟电源处理单元的工作，例如模拟将母线电源转换为推力器所需的各种电压和电流。控制单元模型204用于模拟控制器的工作，例如模拟控制电源处理单元和贮供单元的工作。需要说明的是，图2仅是将离子电推进系统模型2划分为四个子模型，以方便建模；在实际应用中，本领域技术人员可以按照图2的基本结构，先从元件区中选择相应的基本元件分别搭建起推力器模型201、贮供单元模型202、电源处理单元模型203和控制单元模型204，然后在将模型201至204连接起来，实现搭建起离子电推进系统模型2的目的。

本实施例，针对离子电推进系统拓扑复杂的情形，预先定义了用于离子电推进系统模型的基本元件，并且这些基本元件以图形化的方式显示给用户以供用户建模时使用，从而在模型开发时，用户可以通过直接选择相应的基本元件的图形(如图标)的方式来建立对应的模型，从而不用以数学表达的方式来建立模型，因此能够方便用户实现便捷建模，提高离子电推进系统模型的开发效率。

在本发明实施例中，可以对基本元件分类别进行设计，并且在提供给用户使用时，也是分类别提供，以方便用户快速找到所需的基本元件。例如，在图2实施例中，将离子电推进系统模型2划分为推力器模型201、贮供单元模型202、电源处理单元模型203和控制单元模型204，因此，在设计基本元件时，可以根据模型201至204分别设计对应的基本元件，同时在元件区中可以按模型显示基本元件；例如，当用户要搭建贮供单元模型202时，其可以先将用于搭建贮供单元模型202的所有基本元件从元件库(如，存放所有基本元件的数据库)调入元件区，然后从元件区中选择所需的基本元件来搭建贮供单元模型202。在此基础上，下面对本发明实施例的各种基本元件按类别分别进行说明。

在一种实施方式中，基本元件可以包括：用于建立推力器模型201的基本元件。例如，这类基本元件可以包括：阳极组件、阴极组件、栅极组件和中和器组件中的至少一个。其中，阳极组件包括磁性线圈、磁导通路、介质壁放电室、推进剂线路电压隔离、阳极和供推进剂在阳极内分布的管路。阴极组件包括两个阴极，每个阴极有一个加热器、一个发射器和一个点火装置(点火器)。在建模时，推力器模型201可以包含两个阴极，每个阴极都与一个流量控制器单元相联。通过点火脉冲串，对主阴极加热后，就可以实现推进器的启动。在稳定状态下，阴极发射的电子使放电腔中的氙原子电离。产生的离子被电磁场加速，并被来自阴极的额外电子中和。另外，用于建立推力器模型201的基本元件还可以包含自定义基本元件。

在一种实施方式中，基本元件可以包括：用于建立贮供单元模型202的各种基本元件。这类基本元件用于实现流体、热等模型的建模。例如，这类基本元件可以包括：各种管道模型、气瓶、各种阀门、流量控制器和压力调节器中的至少一个。举例而言，管道模型的参数可编辑，例如双击管道模型的图标，可设置管道的相关参数，例如壁厚、材料、压力、温度、环境、弯曲系数和摩擦系数等。各种阀门可以包括：电磁阀、比例阀、热阀和Bang-Bang阀等。具体地，贮供单元模型可以包括：流量供给单元模型。其中，流量供给单元模型主要用于模拟工质(氙气或其他气体)的输送过程，其主要由气瓶、管道、压力调节器和流量控制器等搭建。其中，流量控制器的输入口为氙气或其他工质，一般配置两个流量控制器，每个流量控制器包括三个隔离阀、三个过滤器和一个热节流阀，通过调节热节流阀的电流强度来调节氙气的流量，例如热节流阀含有热收缩的毛细管，因此通过增加电流可以导致氙流量的减少。其中，压力调节单元主要用于将流量控制器进口的工质压力通过Bang-Bang阀保持恒压。Bang-Bang阀由两个常闭电动阀串联而成，中间小，两头大。在静压室装配两个冗余配置的电加热器(用于避免工质冷凝)、两个压力传感器，一个位于Bang-Bang阀的前端，另一个位于Bang-Bang阀的后端，以及两个温度探头(在静压室和贮箱)。压力调节通过Bang-Bang阀的顺序开启来控制。Bang-Bang阀可以实现“恒压调节”，例如每当测得的压力低于目标压力时，Bang-Bang阀就会自动激活，在静压室容积的压力中就会出现一个小的正阶跃。

在一种实施例方式中，基本元件可以包括：用于建立电源处理单元模型203的基本元件。例如这类基本元件可以包括：电压源、电流源、电压转换器、电流转换器、电压转电流转换器、电流转电压转换器、电流信号发生器、电压信号发生器、无源元件、有源元件、断路器、开关和传感器中的至少一个。举例而言，无源元件可以包括：电感、电阻和电容，有源元件可以包括：二极管和晶闸管。在本实施方式中，电压源可以为恒压源或脉冲电压输出电源，其中恒压源支持设置输出电压和电压纹波等，脉冲电压输出电源支持设置输出幅值、脉宽和占空比等。电流源可以为恒流源，其支持设置输出电流和输出精度等。利用上述基本元件，可以搭建能够提供各种电压和电流输出的电源处理单元模型，例如可以搭建阳极电源(恒流源)、屏栅电源(恒压源)、加速电源(恒压源)、主阴极加热电源(恒流源)、主阴极触持电源(恒压源)、主阴极点火电源(脉冲电压输出，与主阴极触持电源共用输出)、中和器加热电源(恒流源)、中和器触持电源(恒压源)、中和器点火电源(脉冲电压输出，与中和器触持电源共用输出)等。

在一种实施方式中，基本元件可以包括：用于建立控制单元模型204的基本元件。例如，这类基本元件可以包括：信号发生元件、信号处理元件、信号转换元件、逻辑门和控制元件中的至少一个。举例而言，信号发生元件可以是涵盖经典形式的激励源；信号处理元件可以包括:开关、比较器、多路复用器、加法器、乘法器、积分电路和三角函数处理电路；信号转换元件可以包括：采样电路、保持器、过滤器和延迟电路等；逻辑门可以包括：与门、或门、或者非门等；控制器元件例如可以包括：高度可配置的比例控制器、比例积分控制器和比例积分微分控制元件等。

需要说明的是，本发明实施例涉及的基本元件并不限于上述，本领域技术人员可以根据需求合理增删。

在通过图1的实施例建立起离子电推进系统模型之后，本发明实施例还支持对建立的离子电推进系统模型进行半物理仿真，以验证搭建的离子电推进系统模型的功能。具体地，如图3所示，是本发明的离子电推进系统模型的开发方法的另一实施例的流程示意图，该开发方法包括如下步骤：

步骤S301、提供操作界面供用户使用，其中操作界面上显示了图形化的基本元件。

步骤S302、根据用户的操作，选择基本元件，并基于所选的基本元件建立离子电推进系统模型。

其中，步骤S301和S302分别与图1实施例的步骤S101和S102相同，在此不赘述。

步骤S303、将步骤S302建立的离子电推进系统模型导入半物理仿真平台。

步骤S304、根据导入的离子电推进系统模型，联合物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器，进行半物理仿真。

其中，半物理仿真又称物理-数学仿真，或半实物仿真，半物理仿真是指针对仿真研究内容，将被仿真对象系统的一部分以实物(或物理模型)方式引入仿真回路；被仿真对象系统的其余部分以数学模型描述，并把它转化为仿真计算模型。借助物理效应模型，进行实时数学仿真与物理仿真的联合仿真。

其中，半物理仿真平台可以连接物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器，其中物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器分别对应于上述的控制单元模型、贮供单元模型、电源处理单元模型和推力器模型。透过物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器，可以对搭建的控制单元模型、贮供单元模型、电源处理单元模型和推力器模型的功能进行验证；当然也可以透过控制单元模型、贮供单元模型、电源处理单元模型和推力器模型来验证物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器。

其中，将离子电推进系统模型导入半物理仿真平台可以包括：先将步骤S302建立的离子电推进系统模型导出为系统函数，然后将系统函数导入半物理仿真平台中。其中，在将离子电推进系统模型导出为系统函数时，可以同时进行模式选择和/或变量选择。其中，在半物理仿真平台中设置有接口，例如半物理仿真软件接口，透过该接口可以实现系统函数的导入，同时透过该接口也可以实现与物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器的交互。

其中，在半物理仿真平台中可以安装和运行半物理仿真软件以进行半物理仿真。在本实施例中，半实物仿真管理软件可以支持10us的(通过采用实时操作系统搭配多核多速率高性能算法来实现)仿真步长，以保证半物理仿真的高精细度和实时性。另外，半实物仿真管理软件同时可以集成在线参数调节、信号获取、数据录入和信号示波器等一些最常用的功能，使模型开发和测试变得更容易。举例而言，在本实施例中，半物理仿真软件支持以下功能：模型编译、仿真过程管理、仿真数据采集、在线调节仿真参数、实时监控仿真信号、数据分析和实时在线监控等。

本实施例，通过将离子电推进模型导入半物理仿真平台，并联合物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器，以实现半物理仿真，从而验证建立的离子电推进模型的功能，以保证建立的离子电推进模型符合设计的功能要求。

以上对本发明实施例的开发方法进行了说明，下面结合附图对本发明实施例的离子电推进系统模型的开发系统进行说明。

如图4至6所示，是本发明的离子电推进系统模型的开发系统的各实施例的结构示意图。如图4所示，该开发系统包括：模型开发与运行平台40。其中，模型开发与运行平台包括：元件库401、交互模块402和建模模块403。其中元件库401中定义了用于建立离子电推进系统模型所需的基本元件，例如在图2实施例中描述的各种基本元件。交互模块402，用于提供操作界面供用户使用，该操作界面包括：元件区和编辑区，其中元件区以图形化的方式显示了元件库定义的基本元件，需要说明的是，由于元件区大小的因素，显示的基本元件并不要求是元件库中所有的基本元件；除此之外，交互模块402还可以检测用户的操作。建模模块403，用于根据检测到的用户操作，从元件区选择基本元件，并基于基本元件在所述编辑区中建立离子电推进系统模型。需要说明的是，图4结构主要执行了图1实施例的方法流程，因此诸多细节已在前面有叙述，此处不在赘述。

如图5所示，该开发系统除了包括模型开发与运行平台40之外，还包括：半物理仿真软件接口411，该半物理仿真软件接口411与模型开发与运行平台40和物理的控制单元、电源处理单元、贮供单元和推力器连接，用于支持半物理仿真。需要说明的是，通过半物理仿真软件接口411搭配一定的硬件，可以将开发系统4扩展包含半物理仿真平台，例如如图6所示。在图6中，开发系统包括：模型开发与运行平台40和半物理仿真平台40。其中，模型开发与运行平台40还包括：导出模块404，用于将建立的离子电推进系统模型导出至半物理仿真平台41；例如，将建立的离子电推进系统模型导出为系统函数，并输出至半物理仿真平台41。半物理仿真平台41包括：半物理仿真软件接口411和半物理仿真模块412。其中，半物理仿真软件接口411用于导入系统函数，并且半物理仿真软件接口411可以连接物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器。半物理仿真模块412，用于根据导入的系统函数，联合物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器，进行半物理仿真。需要说明的是，图5的相关操作已在图3实施例中说明，可参考，在此不赘述。

除了上述，本发明实施例还提供了一种离子电推进系统模型的开发装置，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的离子电推进系统模型的开发方法。

另外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的离子电推进系统模型的开发方法。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，控制器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种离子电推进系统模型的开发方法，其特征在于，包括：

提供操作界面供用户使用，所述操作界面包括：元件区和编辑区，其中所述元件区以图形化的方式显示了预先定义的用于建立离子电推进系统模型的基本元件；以及

根据检测到的用户操作，从所述元件区选择基本元件，并基于所述基本元件在所述编辑区中建立离子电推进系统模型，所述离子电推进系统模型包括：推力器模型、用于模拟为所述推力器模型提供工质的贮供单元模型、用于模拟为所述推力器模型供电的电源处理单元模型，和用于模拟控制所述贮供单元模型和所述电源处理单元模型的工作的控制单元模型。

2.如权利要求1所述的离子电推进系统模型的开发方法，其特征在于，所述根据检测到的用户操作，从所述元件区选择基本元件，并基于所述基本元件在所述编辑区中建立离子电推进系统模型，包括：

根据检测到的用户的第一操作，将用户选中的基本元件移动至所述编辑区中；

根据检测到的用户的第二操作，编辑所述编辑区中的基本元件，以搭建离子电推进系统模型；以及

根据检测到的用户的第三操作，编译所述编辑区中搭建的离子电推进系统模型。

3.如权利要求2所述的离子电推进系统模型的开发方法，其特征在于，所述编辑所述编辑区中的基本元件包括：编辑所述编辑区中的基本元件的参数和/或连接关系。

4.如权利要求1所述的离子电推进系统模型的开发方法，其特征在于，所述预先定义的用于建立离子电推进系统模型的基本元件包括:

用于建立所述控制单元模型的信号发生元件、信号处理元件、信号转换元件、逻辑门和控制元件中的至少一个；

用于建立所述电源处理单元模型的电压源、电流源、电压转换器、电流转换器、电压转电流转换器、电流转电压转换器、电流信号发生器、电压信号发生器、无源元件、有源元件、断路器和开关和传感器中的至少一个；

用于建立所述贮供单元模型的多种管道模型、气瓶、各种阀门、流量控制器和压力调节器中的至少一个；

用于建立所述推力器模型的中和器组件、阴极组件、栅极组件和阳极组件中的至少一个。

5.如权利要求1至4中任一项所述的离子电推进系统模型的开发方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过半物理仿真软件接口将所述建立的离子电推进系统模型导入半物理仿真平台，所述半物理仿真平台连接物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器；以及

根据所述离子电推进系统模型，联合所述物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器，进行半物理仿真。

6.如权利要求5所述的离子电推进系统模型的开发方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述建立的离子电推进系统模型导出为系统函数；

所述将所述建立的离子电推进系统模型导入半物理仿真平台，包括：

将所述系统函数导入所述半物理仿真平台。

7.一种离子电推进系统模型的开发系统，其特征在于，包括：模型开发与运行平台，其中所述模型开发与运行平台包括：

元件库，定义了用于建立离子电推进系统模型所需的基本元件；

交互模块，用于提供操作界面供用户使用，所述操作界面包括：元件区和编辑区，其中所述元件区以图形化的方式显示了所述元件库定义的基本元件；以及

建模模块，用于根据检测到的用户操作，从所述元件区选择基本元件，并基于所述基本元件在所述编辑区中建立离子电推进系统模型，所述离子电推进系统模型包括：推力器模型、用于模拟为所述推力器模型提供工质的贮供单元模型、用于模拟为所述推力器模型供电的电源处理单元模型，和用于模拟控制所述贮供单元模型和所述电源处理单元模型的工作的控制单元模型。

8.如权利要求7所述的离子电推进系统模型的开发系统，其特征在于，所述模型开发与运行平台，还包括：导出模块，用于将所述建立的离子电推进系统模型导出为系统函数；

所述开发系统还包括:半物理仿真平台，用于运行半物理仿真软件；

所述半物理仿真平台包括:

半物理仿真软件接口，用于导入所述系统函数，以及连接物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器；以及

半物理仿真模块，用于根据所述系统函数，联合所述物理的控制单元、贮供单元、电源处理单元和推力器，进行半物理仿真。

9.一种离子电推进系统模型的开发装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至6中任一项所述的离子电推进系统模型的开发方法。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的离子电推进系统模型的开发方法。

Images