第1章 绪论 1
1.1 液浮陀螺仪概述 1
1.1.1 液浮陀螺仪结构 1
1.1.2 液浮陀螺仪工作原理 3
1.1.3 液浮陀螺仪性能影响因素分析 4
1.2 液浮陀螺仪相关研究 6
1.2.1 液浮陀螺仪国内外发展现状 6
1.2.2 液浮陀螺仪温度场研究现状 7
1.2.3 液浮陀螺仪框架尺寸稳定性研究现状 9
1.2.4 液浮陀螺仪电机振动研究现状 16
1.3 液浮陀螺仪性能改进技术研究的目的及主要内容 16
1.3.1 液浮陀螺仪性能改进技术研究的目的和意义 16
1.3.2 本书主要内容 17
第2章 液浮陀螺仪温度场仿真与实验研究 19
2.1 温度对液浮陀螺仪性能的影响 19
2.1.1 温度对液浮陀螺仪的影响 19
2.1.2 温度误差力矩 20
2.1.3 温度对不平衡力矩的影响 20
2.2 液浮陀螺仪温度场有限元模型构建 21
2.2.1 温度场有限元分析理论 21
2.2.2 陀螺浮子温度场模型 21
2.2.3 液浮陀螺仪温度场模型 24
2.3 液浮陀螺仪温度场仿真 26
2.3.1 稳态温度场仿真 26
2.3.2 瞬态温度场仿真 28
2.4 红外热成像测量液浮陀螺仪温度场 30
2.4.1 红外热成像测量方法 30
2.4.2 红外热像图测量温度场结果分析 31
2.5 电阻法测量液浮陀螺仪温度场 41
2.5.1 电阻法测量方法 41
2.5.2 电阻测量温度场结果分析 41
2.6 本章小结 42
第3章 液浮陀螺仪温度场优化 44
3.1 液浮陀螺仪性能与温度场关系 44
3.1.1 陀螺仪漂移性能测试分析 44
3.1.2 基于神经网络的温度漂移模型 46
3.2 加热电阻丝优化 48
3.2.1 加热电阻选择 49
3.2.2 加热电阻丝结构设计 49
3.2.3 优化后陀螺仪温度场仿真分析 50
3.2.4 优化后陀螺仪温度场实验 52
3.3 温控方法改进 53
3.3.1 PID控制算法 53
3.3.2 PID控制算法实现 53
3.4 本章小结 55
第4章 陀螺框架加工残余应力与变形机理分析 56
4.1 引言 56
4.2 陀螺框架残余应力分析 57
4.2.1 残余应力来源 57
4.2.2 残余应力测量原理 58
4.2.3 加工与残余应力 61
4.3 陀螺框架刚度分析 66
4.3.1 陀螺误差模型 66
4.3.2 刚度特性与漂移 67
4.3.3 刚度特性模拟 69
4.4 陀螺框架变形模拟与分析 72
4.4.1 变形模拟 72
4.4.2 变形测量与分析 78
4.5 本章小结 82
第5章 陀螺框架加工工艺仿真 83
5.1 引言 83
5.2 淬火过程仿真 83
5.2.1 仿真模型 84
5.2.2 仿真结果 85
5.2.3 淬火残余应力与应变形成机理 88
5.3 切削过程仿真 89
5.3.1 仿真模型 90
5.3.2 仿真结果 90
5.4 陀螺框架钻削过程分析 92
5.4.1 仿真模型 93
5.4.2 应力和应变场结果 96
5.4.3 扭矩和切削力结果 101
5.4.4 变形结果 104
5.4.5 温度场结果 107
5.5 本章小结 109
第6章 复合时效工艺对陀螺框架尺寸稳定性影响研究 110
6.1 引言 110
6.2 复合时效工艺实验与分析 110
6.2.1 硬度测量实验 110
6.2.2 微屈服强度测量实验 112
6.2.3 超声波测量实验 114
6.2.4 金相实验 116
6.2.5 切削实验 117
6.3 复合时效工艺影响铝合金尺寸稳定性机理分析 118
6.4 陀螺框架残余应力分析 120
6.5 陀螺框架尺寸稳定性分析 123
6.5.1 工序8框架尺寸稳定性 124
6.5.2 工序13框架尺寸稳定性 125
6.6 本章小结 129
第7章 直梁陀螺框架加工工艺优化 130
7.1 引言 130
7.2 线切割工艺及优化 132
7.2.1 陀螺框架加工过程 132
7.2.2 工艺优化 134
7.3 钻削工艺优化 136
7.4 各优化工艺效果比较 137
7.5 本章小结 138
第8章 陀螺电机（浮子）振动与性能测试 139
8.1 液浮陀螺误差模型分析 139
8.1.1 陀螺动力学模型 139
8.1.2 陀螺误差模型 142
8.2 电机（浮子）振动对陀螺性能影响研究 144
8.2.1 陀螺电机振动机理 145
8.2.2 振动对陀螺性能影响机理 148
8.3 陀螺电机振动测试实验 150
8.3.1 实验目的及思路 150
8.3.2 实验方法 150
8.3.3 实验条件 151
8.3.4 实验设备 151
8.3.5 实验步骤 152
8.3.6 实验数据采集 152
8.3.7 实验分析 154
8.4 陀螺浮子振动测试实验 154
8.4.1 实验条件与方法 154
8.4.2 实验数据 155
8.4.3 实验分析 156
8.5 陀螺性能参数测量实验 156
8.5.1 实验目的 156
8.5.2 实验方法 157
8.5.3 实验数据 159
8.6 本章小结 160
第9章 基于电机振动特征的液浮陀螺性能预测技术研究 161
9.1 陀螺电机振动信号特征提取 161
9.1.1 时域特征参数提取 161
9.1.2 小波包时频域特征参数提取 162
9.1.3 EMD特征参数提取 164
9.1.4 基于马氏距离的有效特征向量确定 168
9.2 基于优化BP神经网络的陀螺性能预测方法 172
9.2.1 BP神经网络陀螺性能预测方法 173
9.2.2 权重和阈值优化的BP神经网络陀螺性能预测方法 177
9.2.3 序号编码遗传算法优化的BP神经网络陀螺性能预测方法 181
9.2.4 矩阵编码遗传算法优化的BP神经网络陀螺性能预测方法 189
9.2.5 BP神经网络预测陀螺性能总结 195
9.3 基于优化支持向量分类机的陀螺性能预测方法 196
9.3.1 支持向量分类机概述 196
9.3.2 复合编码遗传算法优化支持向量机预测模型 203
9.4 两种预测方法对比分析 209
9.5 本章小结 209
第10章 基于浮子振动特征的液浮陀螺性能预测技术研究 211
10.1 浮子振动信号特征向量 211
10.2 基于三次优化BP神经网络模型的预测结果 213
10.3 基于CCGA-SVM的预测结果 214
10.4 基于电机和浮子振动特征的预测结果对比 215
10.5 本章小结 216
参考文献 217