陀螺仪理论、设计及试验技术PDF电子书下载

第一部分 理论 13

第一章 绪论 13

1．1 定义 13

1．2 陀螺模型 15

1．3 二自由度陀螺仪 17

1．4 单自由度陀螺仪 18

1．5 姿态仪表 20

1．6 陀螺罗盘 22

1．7 惯性导航 24

1．8 陀螺技术 25

1．9 矢量、矩阵和记号 29

参考文献 32

例题 33

习题 35

第二章 运动、参考座标系和哥氏定理 37

2．1 运动 37

2．2 任意的参考座标系 38

2．3 特殊的参考座标系 40

2．4 哥里奥利现象 41

2．5 常规的导航座标系 44

例题 46

习题 48

第三章 力学定律 51

3．1 牛顿定律 51

3．2 力学基础 52

3．3 质点系质量中心的运动 55

3．4 线加速度表的性能 57

3．5 质点系的旋转运动 59

3．6 刚体的角动量 62

3．7 欧拉方程式 63

3．8 刚体无力矩运动的稳定性 64

3．9 波因索图形 67

参考文献 71

例题 71

习题 74

第四章 陀螺模型 77

4．1 术语 77

4．2 假设 78

4．3 陀螺组合件 79

4．4 陀螺组合件的运动方程 80

4．5 陀螺自转驱动动力学 83

参考文献 86

例题 86

习题 88

第五章 二自由度陀螺仪 90

5．1 重力陀螺 90

5．2 章动阻尼 93

5．3 指令角速度 97

5．4 二自由度陀螺的特性方程 98

参考文献 100

例题 101

习题 102

第六章 单自由度陀螺仪 104

6．1 单自由度陀螺的性能方程 104

6．2 速率陀螺 108

6．3 积分陀螺 109

6．4 非约束单自由度陀螺 110

6．5 阻尼陀螺的强迫频率响应 112

6．6 工程方面 114

6．7 单自由度加速度表 118

参考文献 119

例题 119

习题 121

第七章 飞机姿态指示 123

7．1 飞机与驾驶的结合 123

7．2 转弯倾斜指示器 124

7．3 陀螺垂直仪 126

7．4 陀螺摆 129

7．5 人工地平仪 130

参考文献 135

例题 135

习题 141

第八章 陀螺方向仪 143

8．1 方向基准 143

8．2 磁罗盘 144

8．3 水平陀螺 146

8．4 转弯误差 148

8．5 速度罗盘 149

8．6 显示 151

例题 153

习题 157

第九章 空间积分器 158

9．1 单轴空间积分器 159

9．2 齿轮系 160

9．3被控部件 162

9．4 陀螺 163

9．5 放大器、马达和阻尼器 163

9．6 单轴情况下的结论 163

9．7 三轴空间积分器 165

9．8 常平架转换 168

9．9 陀螺组件 173

9．10 力矩计算矩阵 174

9．11 三轴分析的结论 174

9．12 锥效应 176

9．13 四常平架系统 178

9．14 无常平架系统 180

参考文献 181

例题 181

习题 183

第十章 陀螺罗经 188

10．1 历史背景 188

10．2 工作原理 189

10．3 动态的研究 191

10．4 无阻尼陀螺罗经 192

10．5 安休茨系统 197

10．6 斯派雷系统 200

10．7 采用单自由度陀螺的陀螺罗经 203

10．8 静基座罗经状态 206

参考文献 208

例题 209

习题 211

第十一章 垂线：垂线指示系统与舒拉调谐 213

11．1 地球形状 213

11．2 有关垂线的一些定义 214

11．3 用作垂线指示器的摆 217

11．4 垂线指示系统 218

11．5 外部速度阻尼 224

11．6 舒拉调谐 225

参考文献 227

例题 227

习题 230

第十二章 惯性导航 232

12．1 惯性导航的基本原理 232

12．2 惯性导航系统的分类 233

12．3 几何式系统 233

12．4 半解析式系统 235

12．5 自由方位系统 240

12．6 解析式系统 241

12．7 初始校整 244

参考文献 245

例题 245

习题 246

第二部分 设计与试验技术 249

第十三章 陀螺仪设计的一般问题 249

13．1 概述——陀螺仪设计的主要基础 249

13．1．1 陀螺仪的功用 249

13．1．2 理想陀螺仪 251

13．1．3 实际陀螺仪 251

13．1．4 理论和设计的关系 252

13．1．5 单自由度陀螺仪作用原理图解 255

13．1．6 二自由度陀螺仪作用原理 260

13．1．7 设计员的任务 266

13．2 陀螺仪设计的若干意见 269

13．2．1 回顾与展望 269

13．2．2 经验的价值 270

13．2．3 清理设计 270

13．2．4 人和“效率”的问题 271

13．2．5 资料与经验 271

13．2．6 关于提高 271

13．2．7 可靠性、寿命和精度的设计指标 272

13．3 原理的物理实现 273

13．3．1 角动量（H） 273

13．3．2 信号传感器 276

13．3．3 力矩发生器 278

13．3．4 阻尼和浮动 280

13．4 陀螺模型方程（有微动同步器的单自由度浮子积分陀螺仪） 281

13．4．1 简化假设 282

13．4．2 陀螺力矩综合方程表示法 282

13．4．3 陀螺动态模型方程 285

13．4．4 用于设计的陀螺动态模型方程的说明——性能的变化 287

13．4．5 不定性误差 289

13．5 实际问题 291

13．5．1 清洁 291

13．5．2 摩擦 293

13．5．3 材料的特性 294

13．5．4 机械加工实践 294

13．5．5 公差 296

13．5．6 浮液的适应性 296

参考文献 297

第十四章 陀螺仪的设计 298

14．1 概述 298

14．1．1 探讨的范围 298

14．1．2 工作与性能指标和环境要求的关系 300

14．1．3 陀螺-力矩-稳定性要求的分析 302

14．1．4 设计组 303

14．1．5 工程布局 304

14．1．6 总体尺寸 304

14．1．7 材料性能的相互作用 307

14．1．8 组合件的采用 308

14．1．9 清洁 309

14．1．10 由外向里进行设计 310

14．2 陀螺设计改进的演变 312

14．2．1 输出轴轴承 312

14．2．2 自转轴轴承 313

14．2．3 结构材料 313

14．2．4 密封 314

14．2．5 线圈 316

14．2．6 结构的类型 316

14．2．7 未来的陀螺 316

14．3 具体的设计范围 317

14．3．1 转子轴承（自转轴轴承）——非弹性和依从性 318

14．3．2 陀螺转子、轴承和马达部件 336

14．3．3 框架和浮子结构 345

14．3．4 浮子和壳体之间的空间 351

14．3．5 壳体 356

14．3．6 热量控制 364

14．3．7 磁屏蔽 365

14．3．8 安装配合面 366

14．4 工具和夹具 367

14．5 清洁和超净工作室 367

参考文献 369

第十五章 陀螺仪的试验 370

15．1 陀螺试验的目的 370

15．2 试验的经济性 372

15．3 陀螺性能、陀螺误差和不定性误差的单位 373

15．4 开环试验 373

15．5 闭环试验 374

15．5．1 伺服回路 376

15．5．2 速率反馈或力矩-约束回路 386

15．6 伺服试验的力矩综合方程——性能说明 391

15．7 力矩-约束回路试验〔5〕的力矩综合方程——性能说明 402

15．8 环境试验——振动 405

15．9 环境试验——离心试验〔5〕 413

15．9．1 离心试验的弊病 420

15．10 用比力表示的陀螺力矩系数 420

参考文献 421

附录：座标变换 422

附录一 方向余弦 422

附录二 欧拉角 423

附录三 矢量角度 426

附录四 哥氏定理 427

附录五 从角速度到角方位的变换 429

附录六 哥氏定理的矩阵形式 430

附录七 结束语 430

参考文献 431