第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 轴对称壳谐振陀螺的基本结构与工作模式 4
1.3 接触式轴对称壳谐振陀螺 5
1.4 非接触式轴对称壳谐振陀螺 5
1.5 本书的主要内容 8
1.5.1 轴对称壳动力学特性研究 8
1.5.2 实际应用的轴对称壳动力学特性分析 9
1.5.3 轴对称壳谐振陀螺系统实现的研究 9
1.5.4 轴对称壳谐振陀螺工作机理的实验研究 9
第2章 旋转的轴对称壳的振动 11
2.1 简述 11
2.2 旋转的轴对称壳的动力学方程 12
2.3 旋转的轴对称壳的有限元列式 25
2.3.1 任意轴对称壳 25
2.3.2 圆柱壳 29
2.3.3 半球壳 34
2.4 旋转的轴对称壳的近似解析分析 37
2.4.1 任意轴对称壳 37
2.4.2 圆柱壳 38
2.4.3 半球壳 41
2.5 圆柱壳谐振频率的计算 44
2.5.1 边界结构对圆柱壳振动的影响 45
2.5.2 旋转对圆柱壳谐振频率的影响 48
2.5.3 圆柱壳参数对谐振频率的影响 49
2.5.4 圆柱壳固支边界条件下谐振频率的近似公式 51
2.5.5 圆柱壳振动特性小结 56
2.6 半球壳谐振频率的计算 57
2.6.1 边界及边界条件对半球壳谐振频率的影响 60
2.6.2 旋转对半球壳谐振频率的影响 67
2.6.3 半球壳参数对谐振频率的影响 68
2.6.4 半球壳参数变化的本质 69
2.6.5 半球壳振动特性小结 71
2.7 圆柱壳与半球壳固有振动特性的实验研究 72
第3章 轴对称壳环向振型的进动特性 77
3.1 简述 77
3.2 任意轴对称壳 78
3.3 圆柱壳环向振型进动的计算 80
3.3.1 圆柱壳的近似计算 80
3.3.2 圆柱壳参数对K值的影响 81
3.3.3 圆柱壳旋转对K值的影响 84
3.4 半球壳环向振型进动的计算 86
3.4.1 半球壳的近似计算 86
3.4.2 半球壳边界角对K值的影响 87
3.4.3 半球壳参数对K值的影响 88
3.4.4 半球壳参数变化的本质 89
3.4.5 半球壳旋转对K值的影响 91
3.5 圆柱壳与半球壳环向振型进动特性的实验研究 92
3.5.1 实验原理与过程 92
3.5.2 实验记录与结果 94
3.5.3 实验误差讨论 96
3.6 小结 96
第4章 实际轴对称壳的特性分析 98
4.1 简述 98
4.2 第一类缺陷谐振子的谐振频率 99
4.2.1 动力学方程 99
4.2.2 圆柱壳 102
4.2.3 半球壳 106
4.2.4 缺陷对圆柱壳和半球壳谐振频率影响的比较 110
4.3 第一类缺陷谐振子环向振型的进动特性 115
4.3.1 动力学方程 115
4.3.2 圆柱壳 118
4.3.3 半球壳 119
4.3.4 缺陷对圆柱壳和半球壳环向振型进动特性影响的比较 124
4.4 第二类缺陷谐振子的谐振频率 125
4.5 PH谐振子顶端均布小槽的数目 128
4.6 PH谐振子的谐振频率 131
4.6.1 动力学方程 131
4.6.2 PH谐振子的谐振频率 133
4.7 PH谐振子环向振型的进动特性 135
4.8 轴对称壳谐振子的耦合振动 137
4.8.1 动力学方程 138
4.8.2 圆柱壳谐振子的耦合振动谐振频率 144
4.8.3 半球壳谐振子的耦合振动谐振频率 145
4.8.4 轴对称壳谐振子耦合振动的近似解析分析 146
4.9 小结 149
第5章 轴对称壳谐振陀螺系统的实现 151
5.1 简述 151
5.2 接触式轴对称壳谐振陀螺的测量原理 152
5.3 接触式轴对称壳谐振陀螺的测量系统 160
5.3.1 输出检测信号模型 160
5.3.2 压电信号的转换 162
5.4 阻尼环节、锁相环节在接触式轴对称壳谐振陀螺中的作用 163
5.4.1 阻尼环节在系统中的作用 163
5.4.2 锁相环节在系统中的作用 163
5.4.3 实验研究 164
5.5 “准自由谐振状态”的开环实现 167
5.5.1 单点激励 167
5.5.2 双点激励 168
5.6 非接触式轴对称壳谐振陀螺方案的实现 170
5.7 非接触式轴对称壳谐振陀螺测量原理的实现 172
5.7.1 闭环系统实现原理 172
5.7.2 信号检测系统原理 173
5.8 可能出现的误差、影响及应采取的措施 176
5.8.1 误差源 176
5.8.2 闭环自激系统 176
5.8.3 测量精度 180
5.9 谐振子的选择 181
5.9.1 基本结构的选择 181
5.9.2 环向波数n的选择 182
5.9.3 轴对称壳的选择 182
5.9.4 圆柱壳和半球壳谐振子振动特性的比较 183
附录A 时间常数、品质因数、频率之间的关系 187
附录B 全息干涉度量法的基本原理 189
参考文献 192