稳态等离子发动机(SPT)是一种先进的电推进技术,具有高比冲、高效率、体积小、重量轻等特点,广泛应用于航天器姿态控制、轨道修正、位置保持等任务。放电电流的低频振荡是SPT的重要特性。低频振荡的峰峰值可以达到平均电流的100%左右,对发动机电源有比较强的冲击,对发动机的效率以及陶瓷壁面的寿命也有比较明显的影响。本文针对SPT周期性低频振荡的情况,描述并分析了振荡过程中通道出口物理参数随时间的变化、各物理参数沿通道分布随时间的变化。借鉴了捕食模型对两种群生态系统的分析方法,利用相图分析了通道内原子-离子密度的对应关系。指出电离过程中的正反馈效应是引起通道内离子密度大幅度变化、电离位置前后移动、造成周期性低频振荡的重要原因。在研究中发现,预电离率的变化对低频振荡的频率、振幅以及波形都有显著的影响。数值模拟的结果表明,随着预电离率的提高,低频振荡的频率逐渐提高,并且由大振幅周期性的振荡逐渐过渡到阵发性混沌的振荡,进而发展到混沌态振荡。与此同时,振幅显著降低。这意味着可以设法提高预电离率,从而达到抑制低频振荡的目的。对不同预电离率下的周期性振荡、阵发性混沌振荡和混沌振荡三种情况,分别进行了初值敏感性、自相关性和相图分析。在功率谱分析的基础上,从能量的角度指出,由于混沌状态下功率谱展宽,能量分布到各个频率上,因此振幅显著降低。在对Aton-SPT的实验中,发现了缓冲腔内存在工质的预电离。设计了实验,通过改变缓冲腔内的电场强度和磁场强度,改变缓冲腔内的电离率。实验结果表明,通过增强缓冲腔内电场或磁场强度两种方法,均可以降低低频振荡的幅值。这证明了数值模拟的结论,也说明,通过改变预电离率抑制低频振荡的方法是可行的。在实验中发现阳极工质流量与振荡频率之间的关系比较复杂,与数值模型所反映的情况有较大的不同,需要进一步研究。对脉冲工作模式的实验中,利用小波分析将不同频率段的振荡分解开,发现低频振荡在脉冲周期的不同阶段具有不同特性。这对今后脉冲工作模式的研究有比较重要的意义。