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目录 1

第一章 力学基础知识 1

第一节 质点的运动 1

一、参考系及坐标系 1

二、自由度及广义坐标 1

三、相对运动、牵连运动及绝对运动 2

四、质点的运动 2

第二节 质点运动微分方程式 6

一、在惯性坐标系中质点运动微分方程式 6

二、在非惯性坐标系中质点运动微分方程式 6

第三节 刚体的运动 7

一、作一般运动时，刚体内的速度及加速度 7

二、作复合运动时，刚体内的速度及加速度 8

三、作一般运动时，刚体在空间位置的确定 11

第四节 刚体质心平移运动方程式 17

一、转动惯量 18

第五节 刚体定点转动运动方程式 18

二、刚体的动量矩 20

三、动量矩定理 21

四、欧拉动力学方程式 22

第六节 刚体无外力矩作用时的运动 23

一、刚体无外力矩作用时运动的稳定性 23

二、潘索图形 24

一、常用坐标系的选择 27

第七节 常用坐标系的选择及其互相间的关系 27

二、各坐标系之间的关系 29

第二章 二自由度陀螺仪的基本理论 35

第一节 陀螺仪的基本知识 35

一、基本陀螺仪 35

二、基本陀螺仪的特点 38

三、陀螺仪表的分类 39

第二节 陀螺仪的基本特性 40

一、陀螺仪的进动性 40

二、陀螺仪的稳定性 47

三、陀螺仪的反作用特性 50

第三节 二自由度陀螺仪的运动方程式 51

一、不考虑内、外环质量时二自由度陀螺仪的运动方程式 51

二、考虑内、外环质量时二自由度陀螺仪的运动方程式 54

三、二自由度陀螺仪的技术方程式 57

四、二自由度陀螺仪的进动方程式 60

第四节 二自由度基本陀螺仪的传递函数及方块图 60

一、传递函数 60

二、方块图 62

第五节 在几种典型输入作用下二自由度基本陀螺仪的动态响应 63

一、典型输入及陀尖轨迹 63

二、在脉冲函数外力矩作用下陀螺仪的响应——章动运动 64

三、在阶跃函数外力矩作用下陀螺仪的响应——正规进动及假正规进动 67

四、在正弦函数外力矩作用下陀螺仪的响应——强迫振荡运动 69

五、在方波函数外力矩作用下陀螺仪的响应 71

第六节 二自由度陀螺仪的漂移误差 73

一、由于摩擦力矩而引起陀螺仪的漂移误差 73

二、由于不平衡力矩而引起陀螺仪的漂移误差 77

三、由于非等弹性变形而引起陀螺仪的漂移误差 79

四、由于弹性力矩而引起陀螺仪的漂移误差 81

第七节 由于运动方程式中非线性项目的整流作用而引起陀螺仪的漂移误差 82

一、由于陀螺仪周期性振荡运动而引起陀螺仪的漂移误差 83

二、由于飞行器角振动运动而引起陀螺仪的漂移误差 85

第三章 二自由度陀螺仪的应用 88

第一节 概述 88

一、二自由度陀螺仪特性的应用 88

二、二自由度姿态陀螺仪表的主要类型 90

第二节 自由陀螺仪 91

一、自由陀螺仪的特点及应用 91

二、对自由陀螺仪的职能要求 92

三、自由陀螺仪的工作原理 94

四、自由陀螺仪的误差分析 101

第三节 垂直陀螺仪 106

一、垂直陀螺仪的特点及应用 106

二、垂直陀螺仪的性能分析 108

一、陀螺方向仪的特点及应用 122

第四节 陀螺方向仪 122

二、陀螺罗盘的工作原理 123

三、具有阻尼的陀螺罗盘的性能分析 125

四、陀螺罗盘的万向环架误差 127

第五节 二自由度速率陀螺仪 129

一、二自由度速率陀螺仪的特点及应用 129

二、二自由度速率陀螺仪的性能分析 131

第四章 单自由度陀螺仪及其应用 134

第一节 单自由度基本陀螺仪的特性及其应用 134

一、单自由度基本陀螺仪的特性 134

二、单自由度陀螺仪在飞行器上的应用 136

第二节 单自由度陀螺仪的运动方程式及主要类型 137

一、单自由度陀螺仪的运动方程式及传递函数 137

二、单自由度陀螺仪的主要类型 141

第三节 速率陀螺仪 144

一、弹簧式速率陀螺仪 145

二、电弹簧式速率陀螺仪 151

三、弹簧式与电弹簧式速率陀螺仪性能的比较 153

第四节 浮子式积分陀螺仪 154

一、浮子式积分陀螺仪的工作原理 154

二、浮子式积分陀螺仪的运动方程式、传递函数及方块图 156

三、浮子式积分陀螺仪的性能分析 157

四、浮子式积分陀螺仪的应用 159

第一节 概述 169

一、陀螺平台系统的特点及其应用 169

第五章 陀螺平台系统 169

二、陀螺平台系统的分类 170

第二节 单轴陀螺稳定平台 171

一、单轴陀螺稳定平台的稳定系统 171

二、单轴陀螺稳定平台的初始对准修正系统 176

三、单轴陀螺稳定平台系统的性能 182

第三节 单轴陀螺惯性平台 183

一、单轴陀螺惯性平台系统的方块图及传递函数 183

二、单轴陀螺惯性平台系统的性能分析 186

一、概述 189

第四节 三轴陀螺稳定平台 189

二、三轴陀螺稳定平台的工作原理 190

三、三轴陀螺稳定平台系统方块图 196

四、三轴陀螺稳定平台系统的运动方程式 196

第五节 三轴陀螺平台罗盘 201

一、三轴陀螺平台罗盘的自对准原理 201

二、三轴陀螺平台罗盘初始对准系统的运动方程式及系统方块图 205

三、三轴陀螺平台罗盘初始对准系统的性能分析 207

一、惯性导航系统的基本作用原理 210

第六章 惯性导航系统 210

第一节 惯性导航系统的基本知识 210

二、惯性导航系统的分类 211

第二节 加速度表 212

一、概述 212

二、振动质量式加速度表 213

三、力（力矩）平衡式加速度表 215

四、挠性加速度表 220

五、摆式积分陀螺加速度表 223

第三节 惯性导航系统中的陀螺仪 228

一、单自由度液浮陀螺仪 229

二、单自由度气浮陀螺仪 232

三、动压气浮自由转子陀螺仪 233

四、静电自由转子陀螺仪 235

五、挠性陀螺仪 236

六、激光陀螺仪 238

第一节 陀螺仪测试的基本知识 241

一、陀螺仪测试的目的 241

第七章 惯性仪表的测试 241

二、陀螺仪的漂移误差及其数学模型 243

第二节 陀螺仪的测试方法 245

一、开路测试法 245

二、伺服转台测试法 246

三、力矩反馈测试法 248

四、闭路测试法中的两种基本类型 249

五、陀螺仪随机漂移的测试 260

六、动态环境测试法 265

参考文献 267