B陀螺仪原理1基本特性.pptx
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1、陀螺仪分类陀螺仪分类单、双自由度单、双自由度速率、积分速率、积分压电、微机械压电、微机械二自由度陀螺仪进动性:演示二自由度陀螺仪进动性:演示进动性进动性转子没有旋转时,转子没有旋转时,给陀螺悬挂重物给陀螺悬挂重物 录像:转子高速旋转的陀螺悬挂重物录像:转子高速旋转的陀螺悬挂重物 进动的规律进动的规律进动性进动性:陀螺仪受到外力矩时,转子陀螺仪受到外力矩时,转子自转轴的转动方向与外力矩方向相垂自转轴的转动方向与外力矩方向相垂直的现象直的现象进动、进动角速度进动、进动角速度 录像:沿着陀螺仪外框架轴施加力矩录像:沿着陀螺仪外框架轴施加力矩用动量矩定理解释进动:相关矢量表示用动量矩定理解释进动:相关
2、矢量表示动量矩定理动量矩定理 H 的表示的表示动坐标系:取内框架坐标系动坐标系:取内框架坐标系oxyz动坐标系对惯性空间的角速度动坐标系对惯性空间的角速度 转子自转角速度转子自转角速度:转子的转动惯量:转子的转动惯量:Jx,Jy,Jz,则,则 动量矩定理动量矩定理+苛氏转动坐标定理苛氏转动坐标定理 对实用陀螺仪对实用陀螺仪 Jx=Jy=Je,Je/Jz0.6 用动量矩定理解释进动:方程推导用动量矩定理解释进动:方程推导转子自转角速度远大于进动角速度,转子自转角速度远大于进动角速度,因此在因此在 H 的表达式中的表达式中 因此因此 相当于忽略了非自转动量矩,相当于忽略了非自转动量矩,H 大小是一
3、个常值,所以大小是一个常值,所以 可见外加力矩作用,不是改变可见外加力矩作用,不是改变动量矩的大小,而只是改变了动量矩的大小,而只是改变了它的方向,根据动量矩定理它的方向,根据动量矩定理 此即二自由度陀螺仪的进动方程此即二自由度陀螺仪的进动方程 进动角速度的方向和大小进动角速度的方向和大小进动角速度的方向:最短路径法则进动角速度的方向:最短路径法则(H 沿着最短路径趋向沿着最短路径趋向 M)进动角速度的大小进动角速度的大小:根据根据 M=H,写成标量形式,写成标量形式:M=Hsin 因此因此 =M/(Hsin)进动角速度大小与外力矩的大小成正比,与转子的动量矩的大小成反比进动角速度大小与外力矩
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