电推进技术在航天活动上越来越受到青睐,尤其是霍尔推力器因其比冲高,寿命长等优势在卫星姿态轨道控制方面广泛应用。由于推力器的推力方向会影响卫星总体的控制方案,羽流的复杂性导致国内外对推力矢量偏心计算原理的研究有限,始终没有很好的突破。因此进行霍尔推力器推力矢量诊断研究具有重要意义。本文主要工作如下:首先,设计推力矢量诊断硬件设备。对比分析国内外推力矢量测量装置和原理的优缺点,并结合霍尔推力器羽流特点,确定采用弧形法拉第探针阵列的方式进行推力矢量测量。以此为基础,设计适合羽流远场测量的法拉第探针和整个推力矢量测量硬件装置,能够满足探针定位、更换不同尺寸推力器、移动探针旋转中心位置和推力器电绝缘等需求。同时进行力学和热学仿真,保证其结构强度合理,材料性能满足温度指标,不会有较大的线应变影响测量结果。其次,确定推力矢量计算方法。分析离子电流密度对单位区域内推力矢量的贡献,根据羽流远场推力器轴线水平面位置的离子电流密度分布满足高斯函数模型的特点,利用理想推力器轴对称性假设,得到远场离子电流密度高斯函数曲面模型。并以加权最小二乘曲线拟合方法为基础,推导通过空间曲面模型计算推力矢量的方法,结合布罗依登迭代原理,得到求解函数模型的迭代方程组。此外,通过Lab VIEW软件编写数据采集程序,具有能够同时记录离子电流密度和显示数据曲线的功能。再次,进行推力矢量测量和计算误差分析。改变法拉第探针偏置电压,以确定满足实验需求的负偏置电压范围,同时探究其对推力矢量偏心的影响。从探针定位偏角和数据计算数量两个方面进行推力矢量结果误差分析,找出占据主导地位的影响因素。测量霍尔推力器离子能量分布情况,根据平均能量分布函数对权函数进行修正并计算修正后的推力矢量,实现对计算结果的评估。最后,进行霍尔推力器推力矢量诊断实验。改变放电电压、阳极流量和励磁电流测量600W霍尔推力器推力矢量偏心,记录推力器从冷态启动到热稳定工作状态下的推力矢量变化,分析影响推力矢量偏心的主要因素。