{RT}載體驅動陀螺-張福學,張偉 國防工業齣版社 9787118101898 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張福學，張偉 著

圖書標籤:

• 陀螺儀
• 慣性導航
• 控製科學
• 自動控製
• 飛行器
• 國防科技
• 工程技術
• 機械工程
• 係統工程
• 張福學

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118101898

商品編碼：29489775638

包裝：精裝

齣版時間：2015-11-01

圖書基本信息
圖書名稱	載體驅動陀螺	作者	張福學,張偉
定價	99.00元	齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118101898	齣版日期	2015-11-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	精裝

內容簡介

載體驅動微機械陀螺不僅結構簡單、成本低、可靠性高，其*大特點是能同時敏感鏇轉體橫嚮角速度和滾動角速度，即具有兩個陀螺的功能，大大降低瞭使用成本。曆經10多年的研製，載體驅動微機械陀螺在我國研製成功並用於鏇轉體。載體驅動微機械陀螺及其應用，獲中國、美國、英國、法國、德國發明29項，獲計算機軟件*作權4項，以及省部級技術發明奬一等奬1項和二等奬5項，在外學術刊物和學術會議上發錶論文149篇。張福學、張偉*的《載體驅動陀螺》較詳細地介紹瞭該陀螺及其應用。

作者簡介

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目錄

篇 載體驅動機械陀螺 章 載體驅動機械陀螺的工作原理 1.1 飛行中飛行載體的特徵 1.2 載體驅動機械陀螺敏感元件的運動方程 1.3 飛行載體以常值角速度鏇轉時陀螺的性能 1.4 載體驅動機械陀螺係統方案的選擇 1.5 係統的動態性能調節 1.6 帶速度負反饋的載體驅動機械陀螺的穩定性 第2章 帶速度負反饋的載體驅動機械陀螺的精度 2.1 繞橫軸轉動的常值角速度測量精度 2.2 載體驅動機械陀螺的調節 第3章 交變角速度條件下載體驅動機械陀螺的性能 3.1 角振動條件下載體驅動機械陀螺的性能 3.2 角振動條件下載體驅動機械陀螺的輸齣信號 3.3 飛行載體的諧波角速度測量精度 3.4 圓周振動時載體驅動機械陀螺的性能 第4章 載體驅動機械陀螺的運行誤差 4.1 框架靜不平衡引起的誤差 4.2 角振動和圓周振動引起的誤差 4.3 安裝不産生的誤差 4.4 環境溫度變化産生的誤差 第2篇 載體驅動微機械陀螺 第5章 載體驅動矽微機械陀螺的工作原理 5.1 結構原理 5.2 動力學模型 5.2.1 質量塊振動方程 5.2.2 角振動方程的解 5.3 動力學參數分析計算 5.3.1 彈性支撐梁扭轉剛度 5.3.2 彈性接頭參數計算 5.3.3 振動元件角振動阻尼係數 5.3.4 陀螺角振動固有頻率、角振動幅度與被測角速度的關係 5.4 信號檢測 5.4.1 輸齣電壓與擺角的關係 5.4.2 信號處理電路 5.5 ANSYS仿真與模擬 5.5.1 模態分析 5.5.2 頻響分析 第6章 載體驅動微機械陀螺信號的解調與分離 6.1 陀螺敏感元件矽擺的角振動與檢測結構 6.2 微機械陀螺輸齣信號及其特徵 6.2.1 輸入常值角速度 6.2.2 輸入角振動 第3篇 載體驅動微機械陀螺的應用 第4篇 載體驅動微機械陀螺的微結構製作技術 參考文獻

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文摘

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序言

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《慣性導航係統原理與應用》 內容梗概： 本書深入探討瞭慣性導航係統的基本原理、關鍵技術、設計方法以及在各個領域的廣泛應用。全書結構清晰，邏輯嚴謹，旨在為讀者提供一個全麵而深入的慣性導航係統知識體係。 第一部分：慣性導航係統基礎 1. 慣性導航的定義與發展曆程： 介紹慣性導航的定義，闡述其核心思想——利用慣性傳感器（加速度計和陀螺儀）來測量載體的運動狀態，並基於牛頓運動定律推算其位置、速度和姿態。 迴顧慣性導航技術的發展曆程，從早期的機械式陀螺儀導航，到光縴陀螺、激光陀螺的齣現，再到MEMS（微機電係統）技術的融入，以及現代慣性導航係統在精度、可靠性和小型化方麵取得的巨大進步。 強調慣性導航係統作為一種自主導航方式，在GPS等外部信號受限或不可用環境下的重要作用，以及其在提升導航精度和魯棒性方麵的優勢。 2. 慣性導航係統的組成與工作原理： 詳細解析慣性導航係統的核心組成部分：慣性測量單元（IMU）和導航計算機。 慣性測量單元 (IMU)： 陀螺儀： 闡述陀螺儀的工作原理，包括角速度的測量。詳細介紹不同類型的陀螺儀，如機械陀螺（如三自由度陀螺、雙自由度陀螺）、光縴陀螺（Sagnac效應，單軸、雙軸、三軸結構）和激光陀螺（乾涉式、顫振式）。分析它們的結構特點、性能指標（如漂移率、零偏穩定性、隨機遊走）以及優缺點。 加速度計： 講解加速度計的測量原理，即測量載體在慣性係中的加速度。詳細介紹壓阻式、電容式、壓電式、石英撓性加速度計等不同類型，以及它們的測量範圍、精度、綫性度等關鍵參數。 IMU的對準過程： 介紹IMU在導航前的對準過程，包括粗對準和精對準。解釋如何利用重力加速度和地球自轉角速度進行初始姿態校準，以及對準精度對整個導航係統的影響。 導航計算機： 描述導航計算機的作用，包括接收IMU數據，進行坐標係轉換、解算導航參數（位置、速度、姿態）以及輸齣導航信息。解釋導航計算機中運行的導航算法。 3. 慣性導航的基本方程與模型： 運動方程： 推導在不同導航坐標係（如地理坐標係、導航坐標係、平颱坐標係、載體坐標係）下的運動方程。重點介紹在導航坐標係下的速度和位置更新方程。 姿態方程： 講解如何利用陀螺儀數據更新載體的姿態，常用的姿態錶示方法（如歐拉角、四元數、鏇轉矩陣），並推導相應的姿態更新方程。 誤差模型： 這是慣性導航係統的關鍵。詳細分析誤差的來源，包括傳感器誤差（零偏、尺度因子誤差、軸不對準誤差、隨機噪聲）、平颱誤差（平颱傾斜）、模型誤差（地球模型、運動模型簡化）等。建立慣性導航係統的誤差傳遞方程，為誤差補償和狀態估計提供理論基礎。 第二部分：慣性導航係統的關鍵技術 1. 坐標係及其變換： 詳細闡述慣性導航中常用的各種坐標係：地球坐標係（地固坐標係、大地坐標係）、導航坐標係（如東-北-天坐標係）、平颱坐標係、載體坐標係。 深入講解各種坐標係之間的數學變換關係，包括鏇轉變換和尺度變換。強調坐標係選擇對導航算法設計的影響，以及坐標係變換的精度要求。 2. 導航算法與濾波技術： 基準導航算法： 介紹基於解析解或數值積分的基準導航算法，如直接積分法。分析其在理想情況下的性能，以及誤差隨時間纍積的特性。 誤差補償算法： 講解如何利用誤差模型和傳感器數據來補償導航誤差。 狀態估計與濾波： 這是提高慣性導航係統性能的核心技術。 卡爾曼濾波 (Kalman Filter, KF)： 詳細介紹綫性卡爾曼濾波的原理、方程和實現步驟。分析其在慣性導航誤差狀態估計中的應用。 擴展卡爾曼濾波 (Extended Kalman Filter, EKF)： 講解當係統模型和測量模型為非綫性時，如何使用EKF進行狀態估計，並給齣其在慣性導航中的典型應用場景。 無跡卡爾曼濾波 (Unscented Kalman Filter, UKF) 和粒子濾波 (Particle Filter)： 簡要介紹這些更先進的濾波方法，及其在處理強非綫性係統時的優勢。 組閤導航： 介紹慣性導航係統與其他導航方式（如GPS/GNSS、磁力計、氣壓計、裏程計、景象匹配等）的組閤導航技術。分析組閤導航的必要性（彌補慣導的誤差纍積，提供外部校準信息）和優勢（提高精度、可靠性和連續性）。詳細講解組閤導航的幾種常見實現方式，如串聯式、並聯式和互補式。 3. 捷聯慣性導航係統 (Strapdown Inertial Navigation System, SINS)： 介紹捷聯慣導係統與平颱慣導係統的區彆。重點闡述捷聯慣導係統將IMU直接固連在載體上，通過計算機進行姿態解算，無需平颱穩定。 分析捷聯慣導係統的優點（結構簡單、體積小、重量輕、成本低、可靠性高）和缺點（計算量大，對陀螺儀和加速度計精度要求更高）。 詳細講解捷聯慣導係統的姿態、速度和位置更新算法，以及其核心的數學模型。 4. 慣性導航係統的誤差分析與標定： 誤差建模： 深入分析陀螺儀和加速度計的各種誤差源（零偏、尺度因子、軸不對準、隨機噪聲、溫度漂移等）及其對導航精度的影響。 係統標定： 講解對慣性導航係統進行參數標定的重要性，包括IMU的零偏、尺度因子、軸間不對準等參數的標定方法。介紹不同的標定方案（如固定平颱標定、動態標定、地麵標定、飛行標定）。 誤差補償： 闡述如何利用標定參數和實時測量數據對導航誤差進行補償。 第三部分：慣性導航係統的應用 1. 航空航天領域： 飛機、導彈、衛星的導航、製導與控製。 飛行器姿態確定與角速度測量。 火箭發射與軌道控製。 空間探測器在深空探測中的自主導航。 2. 船舶與水下航行器： 船舶的航綫導航、定位與動態姿態監測。 潛艇、水下機器人、AUV（自主水下航行器）的自主導航，尤其是在水下GPS信號無法穿透的場景。 水下管綫鋪設、資源勘探等作業的精確定位。 3. 陸地交通與機器人： 自動駕駛汽車的定位與環境感知。 無人機 (UAV) 的自主飛行與精確定位。 地麵移動機器人、AGV（自動導引車）的路徑規劃與導航。 高精度測繪與地理信息係統。 運動捕獲與姿態測量。 4. 其他應用： 地質勘探與地震監測。 軍事裝備的定位與跟蹤。 工業自動化與精確控製。 虛擬現實與增強現實技術中的運動追蹤。 本書特色： 理論與實踐相結閤： 在深入闡述理論原理的同時，穿插瞭大量實際應用案例和工程經驗。 內容全麵深入： 涵蓋瞭慣性導航係統的基礎理論、核心技術、算法模型以及前沿發展。 結構邏輯清晰： 層次分明，由淺入深，便於讀者逐步掌握復雜概念。 麵嚮廣大學者、工程師和技術愛好者： 無論您是學生、研究人員還是工程實踐者，都能從中獲益。 本書力求以清晰易懂的語言，係統地介紹慣性導航這一復雜而重要的技術領域，為讀者提供堅實的理論基礎和豐富的實踐指導，共同推動慣性導航技術的進步與發展。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對機械精密製造和自動控製領域稍有涉獵的業餘愛好者，我一直對那些能夠實現極端精度的技術非常著迷。《{RT}載體驅動陀螺》這本書的齣現，立刻引起瞭我的注意。我一直對陀螺儀的工作原理充滿好奇，尤其是那些能夠達到航天級彆精度的陀螺儀。我推測，“載體驅動”可能是一種全新的驅動方式，它能夠讓陀螺儀在極小的誤差範圍內鏇轉，並且能夠抵禦外部的乾擾。我一直在思考，在實現如此高的精度過程中，材料的選擇、加工工藝的精細度、以及動力學設計的巧妙程度，將扮演怎樣的角色？我非常期待這本書能夠深入淺齣地講解這些方麵，即使我不具備專業的工程背景，也能理解其中的核心思想。比如，它是否會討論到微觀層麵的材料特性如何影響宏觀的運動精度？或者，作者們是如何通過創新的機械結構設計來減小軸承摩擦，從而提高陀螺儀的穩定性？我希望這本書能提供一些關於精密加工、微觀動力學控製的見解，並且能夠通過圖示或模型來形象地展示這些復雜的技術。

評分☆☆☆☆☆

老實說，第一次看到《{RT}載體驅動陀螺》這個書名，我的第一反應是它可能是一本比較硬核的技術專著，而且“載體驅動”這個詞匯讓我聯想到一些非常專業的機械結構和控製理論。我是一名對機械設計和精密儀器略有瞭解的讀者，對那些能夠驅動物體進行精確運動的機構一直充滿好奇。我一直在想，所謂的“載體驅動”究竟是指什麼？是指陀螺儀本身的驅動方式，還是它所搭載的載體的驅動方式對陀螺儀産生瞭影響？如果是前者，那麼它可能涉及到新的電機技術、傳動機構設計，甚至是磁懸浮、氣浮等減摩技術的應用，以實現更低的摩擦和更高的轉速穩定性。如果是後者，那麼這本書可能還會涉及載體在運動過程中産生的振動、衝擊、溫度變化等外部因素對陀螺儀性能的影響，以及如何通過載體驅動方式來補償這些不利影響。我特彆關注的是，書中是否會給齣具體的工程設計圖紙、參數計算方法，以及實際的實驗數據。對於我們這些想把理論知識轉化為實際應用的人來說，這些信息至關重要。張福學和張偉兩位作者，我雖然不熟悉，但國防工業齣版社的書籍質量通常都很有保障，所以我相信這本書的內容會非常紮實。

評分☆☆☆☆☆

這本《{RT}載體驅動陀螺》的作者張福學和張偉，我之前接觸過他們的一些研究，所以對這本書充滿瞭期待。作為一名長期關注陀螺儀技術發展的愛好者，我深知這一領域的研究難度和重要性。陀螺儀作為慣性導航和姿態控製的核心部件，其性能的提升直接關係到航天、航空、海防等國傢重點領域的發展。特彆是“載體驅動陀螺”這個概念，聽起來就很有技術深度，我推測它可能是在陀螺儀的驅動方式上有所創新，也許是為瞭提高精度、減小體積、降低功耗，或者增強在復雜環境下的穩定性。這本書的齣版，尤其是在國防工業齣版社發行，預示著其內容是具有相當高的學術價值和實際應用前景的。我非常好奇作者們在這本書中是如何深入剖析載體驅動陀螺的工作原理、設計方法、製造工藝以及測試驗證的。會不會涉及到最新的材料科學、精密機械加工技術、或者先進的控製算法？我期待書中能夠有紮實的理論基礎，嚴謹的數學推導，以及豐富的工程實例，能夠幫助我們這些非專業齣身但對技術充滿熱情的讀者，更深入地理解這一前沿技術。這本書的齣版，無疑為相關領域的科研人員和工程師提供瞭一本寶貴的參考資料，也為愛好者們打開瞭一扇瞭解精密測量和控製技術奧秘的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《{RT}載體驅動陀螺》給我一種非常深刻的科技感，特彆是“載體驅動”這個詞，讓我聯想到在復雜動態環境下，如何保證核心導航部件的穩定性和精確性。我之前接觸過一些關於慣性導航係統的資料，深知陀螺儀在其中扮演的至關重要的角色。然而，在載體（比如高速運動的飛行器、船舶或者潛艇）上，環境的振動、衝擊、溫度變化以及電磁乾擾都是影響陀螺儀性能的巨大挑戰。我非常好奇，這本書所介紹的“載體驅動”技術，是否是一種能夠從根本上解決這些問題的創新方法？它是否能夠通過某種特殊的驅動機製，主動地抵消載體的運動乾擾，或者以一種與載體運動同步的方式來工作，從而獲得比傳統陀螺儀更優越的動態性能？我希望書中能夠有詳細的理論闡述，解釋這種驅動方式的優勢所在，並且能夠用實際的案例來證明其有效性。特彆是在現代軍事裝備和高端民用領域，對慣性導航係統的精度和可靠性要求越來越高，這本書的齣現，可能為我們提供瞭一個新的技術方嚮。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在校研究生，方嚮是航空航天動力學與控製，雖然我的研究不直接涉及陀螺儀，但慣性測量單元（IMU）是我的研究中不可或缺的一部分，而陀螺儀是IMU的核心。因此，對於《{RT}載體驅動陀螺》這本書，我抱著極大的興趣。我希望這本書能為我提供一些關於新型陀螺儀技術的理論背景和前沿進展。在我的認知裏，傳統陀螺儀在精度、響應速度、可靠性等方麵已經接近理論極限，而“載體驅動”這個概念，讓我覺得可能是在突破這些限製方麵有所創新。比如，它會不會是某種新型的MEMS陀螺儀，或者是在光縴陀螺、激光陀螺之外的另一種技術路徑？我更傾嚮於理解它是一種在機械驅動方式上的革新，能夠帶來更高等級的動態性能。書中如果能詳細闡述其工作原理，特彆是如何實現高效、精準的驅動，並且能夠分析這種驅動方式帶來的性能提升，例如在角速率測量精度、抗過載能力、動態響應等方麵，那將對我極有幫助。此外，如果書中能涉及相關的仿真模型和驗證方法，那我將能夠更好地將其與我的學科研究聯係起來。