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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