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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