自动控制元件及线路-惯性传感器及总结.pdf

自动控制元件及线路 自动控制元件及线路 测量元件 测量元件 惯性传感器 哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心 伊国兴 导航 导航 将与动物体从甲地导引到 目的地乙地的技术。 导航是一门古老而又年轻 的技术。 古代导航 古代导航 航海 航海 惯性导航 惯性导航 惯性导航是利用惯性敏感 元件（陀螺仪、加速度计） 测量载体相对于惯性空间 的线运动和角运动参数， 在给定的初始条件下，输 出载体的姿态参数和导航 定位参数。 惯性导航基本原理 惯性导航基本原理 惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础的，通 过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积 分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标 系中的速度、偏航角和位置信息等。 陀螺仪 陀螺仪 1765，俄国数学家和物理学 家欧拉发表《刚体绕定点运 动理论》，导出刚体绕定点 转动的动力学方程，为陀螺 仪理论奠定了基础。 1778，法国科学家拉格朗日 建立了在重力力矩作用下定 点转动刚体的运动微分方程 组。 惯性技术发展 惯性技术发展 1852年法国科学家Foucault研制成世界上第 一台试验用陀螺罗经。 惯性技术发展 惯性技术发展 1908年Anschutz在 德国、1909年 Sperry在美国，先 后制成了用于舰船 导航的陀螺罗经。 这可以作为陀螺仪 应用技术的形成和 发展的开端。 惯性技术发展 惯性技术发展 二战末期，在德国的 V-2火箭上第一次装上 了初级的惯性制导系 统。 1936年开始研制共发 射1千3百多枚。 冯·布劳恩博士。 惯性技术发展 惯性技术发展 50年代MIT和北美航空公司先后研制出惯性级精度的液浮陀螺仪和三轴陀螺 平台的惯性系统方案(Charls Stark Draper)。 1954年惯导系统在飞机上试验成功 （穿越美国）。 1958年“舡鱼”从珍珠港附近潜入深海，依靠惯导系统穿越北极到达英国波特 兰港，历时21天，航程8146mile。这表明惯性导航技术在50年代已经趋于