第一章 概述 1
第一节 惯性技术的发展历程 1
第二节 惯性器件基本概念 3
一、惯性器件的定义 3
二、常用名词 3
第三节 惯性器件的分类 1
一、陀螺仪的分类 1
二、加速度计的分类 3
第四节 惯性技术的应用 4
一、在国防领域的应用 5
二、在民用领域的应用 6
第二章 转子陀螺仪的力学基础 9
第一节 刚体定点转动的数学描述方法 9
一、定点转动刚体的自由度 9
二、用欧拉角描述定点转动刚体的角位置 10
三、用方向余弦描述定点转动刚体的角位置 11
第二节 惯性技术中常用的坐标系及坐标变换 11
一、常用坐标系 11
二、坐标变换 13
第三节 惯性技术中常用的基本定理 17
一、哥氏定理 17
二、刚体定点转动的动量矩定理 23
第三章 转子陀螺仪的基本理论 29
第一节 转子陀螺仪的物理模型 29
第二节 双自由度陀螺仪的基本特性 31
一、定轴性 31
二、进动性 31
三、陀螺力矩 33
第三节 双自由度陀螺仪特性的成因解释 33
一、假设和近似 34
二、进动性的形成原因 34
三、稳定性的形成原因 40
四、陀螺力矩的形成原因 40
第四节 双自由度陀螺仪的运动方程 41
一、用欧拉动力学方程建立陀螺仪运动方程 41
二、用动静法建立陀螺仪主轴的运动方程 46
三、绝对角速度的求解 48
第五节 双自由度陀螺仪的运动分析 51
一、分析陀螺仪运动的基本思路 51
二、脉冲力矩作用下陀螺仪的运动分析——稳定性 52
三、常值力矩作用下陀螺仪主轴的运动分析——进动性 57
第六节 单自由度陀螺仪的基本特性 61
一、基座相对惯性空间转动，但没有任何外力矩作用 61
二、基座相对惯性空间无转动，但沿框架轴方向有外力矩作用 62
三、基座有绕输入轴的转动，沿框架轴方向有外力矩作用 62
第七节 单自由度陀螺仪的运动方程与运动特性分析 63
一、单自由度陀螺的运动方程式 63
二、单自由度陀螺仪运动的基本分析 64
第四章 转子陀螺仪的经典应用 67
第一节 自由陀螺仪的视运动 67
一、视运动现象及原因解释 67
二、自由陀螺仪主轴的视运动分析 70
第二节 陀螺方位仪 75
一、陀螺方位仪的指向原理 75
二、陀螺方位仪的指向误差 83
第三节 陀螺罗经的指向原理与误差 89
一、陀螺罗经的指向原理 89
二、陀螺罗经主轴作无阻尼运动的数学分析 96
三、陀螺罗经主轴作阻尼运动的数学分析 101
四、等速运动对陀螺罗经主轴指向的影响 107
第四节 陀螺稳定平台 115
一、单轴稳定平台 115
二、以单自由度陀螺仪为核心构成的三轴稳定平台 118
三、以双自由度陀螺仪为核心构成的三轴稳定平台 120
第五章 典型转子陀螺仪 122
第一节 三浮陀螺仪 122
一、液浮的基本原理 122
二、磁悬浮定中原理 126
三、动压气浮轴承的工作原理 129
第二节 挠性陀螺仪 135
一、挠性陀螺仪的基本工作原理 135
二、动力调谐式挠性陀螺仪 137
第三节 静电陀螺仪 144
一、静电陀螺仪的原理结构 144
二、环形转子 145
三、带有球面电极的陶瓷壳体 146
四、驱动线圈与阻尼线圈 147
五、静电陀螺仪的角度读取 147
第六章 光学陀螺仪 152
第一节 光学陀螺仪基础 152
一、光的干涉 152
二、萨克奈克效应 153
第二节 激光陀螺仪 155
一、激光陀螺仪基本结构原理 156
二、激光陀螺仪的分类 158
三、激光陀螺仪误差特性 159
四、自锁效应的克服 162
第三节 光纤陀螺仪 165
一、光路的互易性 165
二、光纤陀螺仪的功能元件 166
三、光纤陀螺仪的分类及特点 169
四、光纤陀螺仪的应用 172
第七章 陀螺仪的漂移与测试 175
第一节 陀螺漂移的定义 175
一、陀螺漂移的基本含义 175
二、陀螺仪漂移的标定——漂移角速度 176
三、陀螺漂移对陀螺导航系统精度的影响 177
四、系统精度对陀螺漂移的要求 177
第二节 引起陀螺漂移的因素 177
一、摩擦力矩 178
二、不平衡力矩 178
三、非等弹性力矩 179
第三节 陀螺漂移的测试 180
一、伺服跟踪法 180
二、力矩反馈法 183
第八章 加速度计 186
第一节 加速度测量原理 186
第二节 经典加速度计 190
一、摆式加速度计 190
二、石英振梁式加速度计 195
三、硅微加速度计 197
参考文献 200