●章 緒論
1.1 概述
1.1.1 陀螺儀的發展歷程
1.1.2 陀螺儀的分類
1.1.3 轉子陀螺儀的定義
1.1.4 轉子陀螺儀的基本特性
1.2 物體空間位置和運動
1.2.1 點的位置向量及其表示法
1.2.2 方向餘弦矩陣的定義
1.2.3 方向餘弦矩陣的正交性
1.2.4 剛體在空間的位置
1.2.5 剛體空間運動及角速度向量
1.2.6 科裡奧利定理
1.2.7 慣性橢球
1.3 常用坐標繫
1.3.1 慣性坐標繫
1.3.2 地理坐標繫
1.3.3 載體坐標繫
1.3.4 陀螺坐標繫
小結
復習思考題
第2章 陀螺儀基本理論
2.1 陀螺儀基本特性的力學原理
2.1.1 動量矩及動量矩定理
2.1.2 陀螺儀三特性
2.2 陀螺儀運動方程
2.2.1 用歐拉動力學方程建立陀螺儀運動方程
2.2.2 用第二類拉格朗日方程建立陀螺儀運動方程
2.2.3 用動靜法建立陀螺儀運動方程
2.3 陀螺儀運動分析
2.3.1 無外力矩作用時――定軸性
2.3.2 脈衝力矩作用下――穩定性
2.3.3 常值力矩作用下――進動性
2.4 自由陀螺儀視運動
2.4.1 視運動現像
2.4.2 陀螺儀視運動分析
2.4.3 陀螺坐標繫與地理坐標繫之間的轉換關繫
2.5 陀螺方位儀指北原理
2.6 陀螺方位儀運動方程
2.7 陀螺方位儀誤差分析
小結
復習思考題
第3章 擺式陀螺羅經
3.1 指北基本原理
3.1.1 擺式羅經
3.1.2 下重式陀螺儀找北能力
3.1.3 陀螺儀無阻尼振蕩
3.2 陀螺儀主軸相對穩定平衡位置的無阻尼振蕩
3.2.1 陀螺儀在靜止基座上的運動微分方程及平衡位置
3.2.2 陀螺儀主軸相對平衡位置的微振動方程
3.2.3 陀螺羅經的指向力矩
3.2.4 陀螺羅經的質量繫數
3.3 陀螺儀主軸的阻尼振蕩運動
3.3.1 液體阻尼器
3.3.2 阻尼器內為理想液體
3.3.3 阻尼液體的流動滯後高度角變化1/4周期
3.3.4 多餘液體重力矩
3.3.5 加阻尼器後陀螺儀主軸的平衡位置
3.4 陀螺儀主軸阻尼振蕩的數學分析
3.4.1 運動微分方程
3.4.2 平衡位置
3.4.3 主軸偏離平衡位置後在方位角上的運動規律
3.4.4 阻尼振蕩動態品質參數
3.5 基座運動對陀螺羅經指向的影響
3.5.1 速度自差
3.5.2 速度自差校正器
3.5.3 陀螺儀主軸在運動基座上的無阻尼振蕩
3.6 雙轉子擺式羅經的衝擊誤差
3.6.1 類衝擊誤差的產生和消除
3.6.2 第二類衝擊誤差的產生和消除
3.6.3 衝擊誤差的合成
3.7 舒勒原理
3.8 艦船搖擺對陀螺儀指向的影響
3.8.1 艦船航向為0°，90°，180°，270°時的橫搖
3.8.2 艦船航向為45°，135°時的橫搖
3.8.3 搖擺誤差
3.9 雙轉子陀螺儀消除搖擺誤差的原理
3.9.1 雙轉子擺式羅經
3.9.2 雙轉子陀螺儀的運動微分方程
3.9.3 雙轉子陀螺羅經的搖擺誤差
小結
復習思考題
第4章 電控羅經
4.1 陀螺儀
4.2 電磁擺與信號-力矩器
4.2.1 電磁擺
4.2.2 信號-力矩器
4.3 傳動過程及其電路繫統
4.4 方位儀工作狀態
4.4.1 靜止基座
4.4.2 基座運動對方位儀指向的影響
4.4.3 直航等加速運動時的影響
4.5 靜基座無阻尼運動
4.5.1 無阻尼運動的定義
4.5.2 無阻尼運動方程
4.5.3 平衡位置
4.5.4 運動規律
4.6 靜基座阻尼運動
4.6.1 阻尼運動方程
4.6.2 平衡位置
4.6.3 穩定條件
4.6.4 運動規律
4.6.5 電控羅經運動參數
4.7 艦船勻速運動的影響
4.7.1 平衡位置
4.7.2 電控羅經的補償
4.8 艦船加速運動的影響
4.8.1 加速度對電磁擺的影響
4.8.2 電磁擺的止擋作用
4.9 環航誤差
4.10 艦船搖擺的影響
4.10.1 電磁擺在無阻尼情況下電控羅經的搖擺誤差
4.10.2 強阻尼電磁擺克服搖擺誤差的原理
4.11 狀態轉換及其補償方法
小結
復習思考題
第5章 激光陀螺儀
5.1 光學陀螺儀的基礎理論
5.1.1 光的電場表述
5.1.2 光波疊加分析
5.1.3 光的干涉
5.2 薩奈克效應
5.2.1 環形光路的薩奈克效應
5.2.2 薩奈克干涉儀與光學陀螺
5.3 激光陀螺儀基本工作原理
5.3.1 激光原理
5.3.2 激光陀螺儀的測量原理
5.3.3 激光陀螺儀的信號檢測
5.4 激光陀螺儀的發展、分類及特點
5.4.1 激光陀螺儀的發展歷史
5.4.2 激光陀螺儀的發展趨勢
5.4.3 激光陀螺儀的分類
5.5 激光陀螺儀的結構原理
5.5.1 光強控制繫統
5.5.2 腔長控制繫統
5.5.3 閉鎖效應及其消除方法
5.5.4 機械抖動偏頻
5.5.5 抖動機構與抖動控制繫統
5.6 激光陀螺儀的誤差特性
5.6.1 零偏誤差與穩流控制
5.6.2 隨機誤差
5.6.3 熱漂移誤差及其補償
5.6.4 其他誤差
5.7 激光陀螺儀的關鍵技術及其應用
5.7.1 激光陀螺儀的關鍵技術
5.7.2 激光陀螺儀在捷聯式慣性導航繫統中的應用
小結
復習思考題
第6章 光纖陀螺儀
6.1 概述
6.1.1 光纖陀螺儀的發展歷程
6.1.2 光纖陀螺儀的特點及應用領域
6.1.3 光纖陀螺儀的測量原理
6.2 光纖陀螺儀的分類
6.2.1 干涉式光纖陀螺儀
6.2.2 諧振式光纖陀螺儀
6.2.3 布裡淵散射式光纖陀螺儀
6.3 干涉式光纖陀螺儀的光路互易性及結構組成
6.3.1 互易性的概念
6.3.2 最小互易性光路結構
6.3.3 閉環干涉式光纖陀螺儀的一般結構
6.4 干涉式光纖陀螺儀的信號檢測及組成結構
6.4.1 光纖陀螺儀的相位偏置調制
6.4.2 光纖陀螺儀的檢測方案
6.4.3 數字式閉環光纖陀螺儀的組成結構
6.5 光纖陀螺儀的誤差特性
6.5.1 光纖陀螺儀的輸出特點
6.5.2 光纖陀螺儀的隨機誤差
6.5.3 光纖陀螺儀的溫度漂移
6.6 光纖陀螺儀的應用與發展
6.6.1 光纖陀螺儀的應用
6.6.2 光纖陀螺儀在尋北儀中的應用
6.6.3 光纖陀螺儀在捷聯式慣性導航繫統中的應用
6.6.4 光纖陀螺儀的發展方向
小結
復習思考題
第7章 微機械陀螺儀
7.1 概述
7.1.1 微機械陀螺儀的特點及分類
7.1.2 微機械陀螺儀的發展概況
7.2 微機械陀螺儀的工作原理
7.2.1 科裡奧利效應
7.2.2 微機械陀螺儀的動力學分析
7.2.3 微機械陀螺儀的驅動原理
7.2.4 微機械陀螺儀的信號檢測
7.2.5 微機械陀螺儀的誤差分析
7.3 微機械陀螺儀的應用與實例
7.3.1 微機械陀螺儀的應用
7.3.2 微機械陀螺儀步行導航實例
小結
復習思考題
第8章 半球諧振陀螺儀
8.1 概述
8.2 半球諧振陀螺儀的結構及工作原理
8.2.1 半球諧振陀螺儀的結構
8.2.2 半球諧振陀螺儀的工作原理
8.2.3 半球諧振陀螺儀的動力學模型
8.2.4 半球諧振陀螺儀的動力學方程求解
8.2.5 半球諧振陀螺儀的工作模式
8.3 半球諧振陀螺儀的應用
8.3.1 半球諧振陀螺儀在宇航領域中的應用
8.3.2 半球諧振陀螺儀在海上的應用
8.3.3 半球諧振陀螺儀的研究與應用展望
小結
復習思考題
第9章 陀螺儀的漂移及其測試
9.1 陀螺儀漂移的基本概念
9.1.1 自由陀螺儀的漂移
9.1.2 單自由度陀螺儀的漂移
9.2 陀螺儀的漂移測試伺服跟蹤法
9.2.1 伺服跟蹤法的原理
9.2.2 測速方法
9.3.3 轉臺軸的取向
9.3 漂移測試力矩反饋法
9.3.1 力矩反饋法的原理
9.3.2 陀螺儀相對地理坐標繫的取向
9.4 陀螺儀漂移的數學模型
9.5 光學陀螺儀的誤差及其標定方法
9.5.1 光學陀螺儀的性能指標
9.5.2件的誤差模型
9.5.3 IMU組合標定
9.5.4件的誤差補償
小結
復習思考題
參考文獻
內容簡介
《陀螺原理》繫統、全面地介紹陀螺儀的基本概念、基本理論及陀螺技術的應用。
《陀螺原理》共分為9章，章為緒論，主要介紹陀螺儀的起源、發展歷程和概念定義；第2～4章介紹機械轉子陀螺儀原理及其在導航裝備中的應用；第5～6章介紹光學陀螺儀的原理及特性；第7章介紹微機械陀螺儀的基本理論及其工作原理；第8章介紹半球諧振陀螺的基本原理和應用情況；第9章介紹陀螺儀漂移測試的基本原理。
《陀螺原理》可作為導航工程、自動化、精密儀器及機械及相關專業的本科生、研究生的教學用書和參考書，也可作為從事相關專業的科研和工程技術人員的參考用書。
