陀螺仪原理1基本特性.ppt

* * 4.3陀螺原理 4.3.1陀螺的定义 在航空上，陀螺仪用来测量飞机的姿态角(俯仰角、横滚角、航向角)和角速度，成为飞行驾驶的重要仪表。飞行控制系统如自动驾驶仪和自动稳定器，则是在测量出这些参数的基础上，实现对飞机的自动控制或稳定，因而陀螺仪又是飞行控制系统的重要部件。 陀螺：能够绕一定点做高速旋转的物体。（一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4.3陀螺原理 4.3.1陀螺的定义 例如：“地转子”当它不转动时和普通物体一样；当它高速旋转起来以后，就有一个明显的特征：地转子能稳定地直立在地面不会倒下。这说明高速旋转的物体具有保持其自转轴方向不变的性质。根据这种性质所研制出的一种能感测旋转的装置，叫陀螺仪。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4.3陀螺原理 因为陀螺仪可以感测物体相对于空间的旋转，所以，可以利用它来测量角位移或角速度。利用这种原理研制出了各种陀螺仪表，并在航空中得到了广泛的应用。 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（航空仪表中的陀螺） 陀螺转子、内、外框架（支承部件） 附件（电机、力矩器、传感器等） 转子是一个对称的飞轮，可以高速旋转，其旋转轴为自转轴，旋转角速度为自转角速度。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 陀螺原理 内框可以绕内框轴相对外框自由旋转。 外框又可以绕外框轴相对于支架自由转动，这两种角速度都称为牵连角速度 支点：自转轴、内框轴和外框轴的轴线交于一点叫陀螺的支点。 整个陀螺可以绕支点做任意的转动。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4.3陀螺原理 4.3.1陀螺的种类 按结构分：有三自由度陀螺和二自由度陀螺 （1）三自由度陀螺：有转子、内框、外框组成，且能够绕三个互相垂直的轴旋转的陀螺。 三自由度陀螺的内框和外框能保证自转轴在空间指向任意方向，所以，内框与外框组成的支架又称为万向支架 在三自由度陀螺中，重心和支点重合，轴承没有摩擦的陀螺叫自由陀螺。它是一种理想的陀螺。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4.3陀螺原理 4.3.1陀螺的种类 二自由度陀螺：只有转子和内框，且只能绕两个互相垂直的轴自由旋转的陀螺。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 陀螺仪分类 单、双自由度 速率、积分 压电、微机械 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4.3.3陀螺的基本特性 三自由度陀螺主要由两个基本特性：稳定性、进动性 1、稳定性：三自由度陀螺保持其自转轴（或动量矩矢量）在空间的方向不发生变化的特性。称为陀螺的稳定性。 三自由度陀螺的稳定性有两种表现形式：定轴性和章动。 定轴性：当三自由度陀螺转子高速旋转后，若不受外力矩作用，不管基座如何转动，支撑在万向支架上的陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变，这种特性叫定轴性。 章动：当陀螺受到瞬时冲击力矩后，自转轴在原位置附近做微小的运动，其转子轴的大小方向基本不变。 当章动的圆锥角为零时，就是定轴。章动是陀螺稳定的一般形式，定轴是陀螺稳定的特殊形式。 Evaluation only.