【精品】B陀螺仪原理1基本特性.ppt

* * 机械转子式陀螺仪的概述 陀螺：一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子。 陀螺仪：将陀螺安装在框架装置上，使陀螺的自转轴有一定的转动自由度，这种装置的总体。 陀螺的基本部件 陀螺转子 内、外框架、壳体（支承部件） 附件（电机,力矩器,传感器等） 陀螺的分类（机械转子式） 二自由度 单自由度（速率、积分） 陀螺仪分类 单、双自由度 速率、积分 压电、微机械 二自由度陀螺仪进动性：演示 进动性 转子没有旋转时，给陀螺悬挂重物 录像：转子高速旋转的陀螺悬挂重物 进动的规律 进动性：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直的现象 进动、进动角速度 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 动量矩定理 H 的表示 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： 转子自转角速度： 转子的转动惯量：Jx, Jy, Jz，则 动量矩定理 + 苛氏转动坐标定理 对实用陀螺仪 Jx = Jy = Je ，Je/Jz≈0.6 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，因此在 H 的表达式中 因此 相当于忽略了非自转动量矩，H 大小是一个常值，所以 可见外加力矩作用，不是改变动量矩的大小，而只是改变了它的方向，根据动量矩定理 此即二自由度陀螺仪的进动方程 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 （H 沿着最短路径趋向 M） 进动角速度的大小：根据 M = ω×H，写成标量形式： M = ω·H·sinθ 因此 ω = M /（H·sinθ） 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。 进动的“无惯性” 陀螺动力效应：陀螺力矩 外加力矩 陀螺力矩：反作用力矩 陀螺力矩的方向判断 陀螺力矩的作用对象 陀螺动力（稳定）效应，对外框架有效 陀螺动力（稳定）效应，对内框架无效 定轴性：不通电时转动基座 录像(61s)：陀螺不通电时，转动基座 定轴性：通电后转动基座 录像(35s)：通电后，转动基座 定轴性：不通电时敲打框架 录像(26s) ：不通电时，敲打框架 定轴性：通电后敲打框架 录像(35s) ：通电后，敲打框架 * * *