大连海事大学电航仪器教案第一章陀螺罗经原理.pptVIP

概述一：航海仪器的分类 磁罗经(Magnetic-compass) 概述二：电航仪器的作用 指示航向 概述二：电航仪器的作用 测量水深（测深仪） 概述二：电航仪器的作用 测量航速（计程仪） 第一部分 陀螺罗经 第一章 陀螺罗经的指北原理 第一节 预备知识 指北端初始偏西： 由于W1y ，主轴指南端一侧水平面不断上升，则人看到主轴指北端将下降。 Z。 E S N W W1 W1x W1y V1 Z X Y H 3.自由陀螺仪主轴指北端的视运动规律总结： 北纬东偏 南纬西偏 全球一样 东升西降 北纬东偏 南纬西偏 全球一样 东升西降 由于W2的影响，人看到主轴指北端将不断向东运动。 V2=HW2 由于W1y ，主轴指北端一侧水平面不断下沉，则人看到主轴指北端将上升。 V1=H W1y =H W1sinα≈ HW1 α V2 W2引起 W1引起 V1 α变化 θ变化 复习时记住的名词： 1.陀螺仪 2.平衡陀螺仪 3.自由陀螺仪 4.定轴性 5.进动性 一、转子及其动量矩( ) —角速度 o 二、转子所受的力矩（ ） O 二、转子所受的力矩（ ） O 五、进动角速度与外力矩的关系 O 第五节 变自由陀螺仪为陀螺罗经的方法 一、自由陀螺仪不能稳定指北的主要原因 先回顾自由陀螺仪的视运动规律 W2使得自由陀螺仪指北端产生相对于子午面的运动，是其不能稳定指北的主要原因。 Z。 W N S E W2 -W2 V2 x 问题：如何克服W2的影响？ 设法人为产生一个U2使其与V2大小相等，方向相反。 利用陀螺仪的进动性，施加外力矩，产生U2。 问题：力矩施加在哪个轴上？ 只能加于水平轴（oY）上。 结论：人为施加水平轴控制力矩（My）克服W2影响。 问题：如何实现？ Z。 W N S E V2 U2 Z X Y W2 My 二、控制力矩的获得 获得控制力矩的方法 重力控制力矩 电磁控制力矩 重心下移法—下重式罗经 （如：安许茨系列罗经） 重心上移法—液体连通器式罗经 （如：斯伯利系列罗经） 电磁控制法—电磁控制罗经 （如：阿玛勃郎系列罗经） 三、下重式罗经的控制力矩 1.下重式罗经灵敏（指北）部分的结构： G Z X 陀螺球 陀螺转子 重心 O a 动量矩 指北 重心G下移7-8mm 2.重心下移后如何使主轴自动找北？ 西 东 X Z Z0 O G H O G H X Z Z0 mg mg θ 1 2 地球自转 西 东 A主轴初始水平指西 西 东 X Z Z0 a O G H O G 西 东 H X Z Z0 mg mg θ θ 1 2 地球自转 My=-mgsinθa U2= My =-M θ B主轴初始水平指东 水平面之上，0，偏西 ； 水平面之下，0， 偏东 ； U2的方向: 结论：在重力控制力矩的作用下主轴指北端能自动找北。 = - M sinθ ≈ - M θ 四、液体连通器罗经的控制力矩 1.液体连通器罗经灵敏（指北）部分的结构： N S X 动量矩 指南（ox轴负向） 连通器内装水银或硅油 O Z 地球自转 2.液体连通器如何使主轴指北端自动找北？ A主轴指北端（ox正向）初始水平指东 Z0 S N 西 东 Z X θ 水平面 O 2 S 西 东 O N Z0 Z X 1 多余液体mg产生控制力矩My mg N Z0 Z X 地球自转 西 东 西 S N 东 Z X S θ 水平面 B主轴指北端（ox正向）初始水平指西 mg 结论：液体的流动能使主轴指北端自动找北。 My=2R2Sρgsinθ = M θ U2=-My=-M θ 水平面之下，偏东 水平面之上，偏西 U2的方向： 1 2 O 陀螺仪＋视运动+控制力矩＋阻尼力矩＝陀螺罗经 M M’ E W N 东 南 西 北 子午面 水平面 五、下重式罗经的等幅摆动 1.主轴指北端投影图： θ α P α θ P(α, θ) M M’ E W N 投影面 线速度 产生原因 公式 规 律 V1 （上升/下降） W1 V1=HW1α 方向：东升西降 大小：与α成正比 ? V2 （偏东/偏西） ? W2 ? V2=HW2 ? 方向： 北纬东偏，南纬西偏 大小：纬度一定，V2不变 ? U2 （控制线速度） ? My （控制力矩） ? U2=Mθ 方向： 水平面之上，U2偏西 水平面之下，U2偏东 大小：与θ成正比