9225326

当前课程知识点：惯性导航原理 > 第四章惯性仪表加速度计 > 4.3陀螺积分加速度计 > 4.3.2 陀螺积分加速度计

返回《惯性导航原理》慕课在线视频课程列表

4.3.2 陀螺积分加速度计在线视频

下一节:第四章讨论

返回《惯性导航原理》慕课在线视频列表

4.3.2 陀螺积分加速度计课程教案、知识点、字幕

同学们

这节课我们学习

陀螺积分加速度计

陀螺积分加速度计

也称摆式积分陀螺加速度计

是一个质心偏离框架轴

二自由度陀螺仪

陀螺积分加速度计测量精度高

测量范围大耐冲击

抗振性好可靠性高

工作原理和结构

与其他类型加速度计相比

有明显区别

它的作用原理结构形式

加工调试和测试方法

都具有陀螺的特点

这种加速度计

是目前性能最好的加速度计

在宽的动态范围内有很高分辨率

用于战略导弹制导

是迄今为止唯一能够满足

战略导弹推进轴要求加速度计

首先学习陀螺积分加速度计组成

这是陀螺积分加速度计结构组成图

主要包括表头伺服回路和输出装置

表头为一个偏心二自由度陀螺仪

转子角动量为H

有一个质量为m偏心质量块

固定在内环上

偏心质量块至内环轴距离为L

外环轴y既为输入轴又为输出轴

伺服回路由内环轴 x轴传感器

回路放大器和力矩马达组成

外环轴上角度传感器为输出装置

接着学习

陀螺积分加速度计工作原理

首先讨论测量原理

当载体沿外环轴y轴方向

以加速度aby运动

产生绕内环轴摆力矩mLaby

在摆力矩作用下

陀螺仪绕外环轴正向进动

进动角速度大小为（1）式

（2）式和（3）式为进动角度

V为载体速度 V0为初始速度

由于陀螺仪绕外环轴进动转角

与载体加速度对时间积分

运动速度成正比

所以称之为陀螺积分加速度计

又因为是利用内环上偏心质量块

形成摆性感受载体运动加速度

所以又称为摆式陀螺积分加速度计

再讨论伺服回路工作原理

我们知道

在陀螺仪外环轴

不可避免存在干扰力矩

使陀螺仪产生绕内环轴进动

设外环轴干扰力矩为Mdy

陀螺仪绕内环轴进动转角为θx

角动量H和摆臂L有效值

都将发生变化

从而造成测量误差

当进动转角θx 达到90度时

自转轴与外环轴重合

陀螺仪无法正常工作

这种简单的陀螺积分加速度计

只能在精度要求较低

工作时间较短情况下使用

为提高陀螺积分加速度计

性能与精度

必须增设一套伺服回路

伺服回路由内环轴上信号器

伺服放大器外环轴力矩器组成

当外环轴干扰力矩Mdy

使陀螺仪绕内环轴

出现转角θx

信号器输出与转角θx

成比例电压信号

u=kuθx ku为信号器放大系数

经放大器放大

输出与电压u成比例

电流信号i=kau

ka为放大器放大系数

力矩器产生与电流i成比例

伺服力矩Mgb=kmi

km为力矩器力矩系数

也就是说

外环轴上伺服力矩为

Mgb=kukakm乘以θx

等于大K乘以θx

与进动转角θx成比例

外环轴伺服力矩方向

与干扰力矩方向相反

当伺服力矩大小

与干扰力矩大小相等时

陀螺仪绕内环轴停止进动

此时

陀螺仪绕外环轴的进动是自由的

陀螺积分加速度计中

作用在外环轴力矩有干扰力矩Mdy

伺服回路产生的伺服力矩Mgb

作用在内环轴力矩

有加速度所引起摆力矩mLaby

干扰力矩Mdx

根据动静法

不难列出不计阻尼力矩时

陀螺积分加速度计运动方程式

式中 Ix和Iy分别为陀螺仪

绕内外环轴转动惯量

根据运动方程式可以画出

陀螺积分加速度计方块图

结合运动方程和传递函数方块图

可以得到

陀螺仪绕内环轴稳态转角

绕外环轴输出转角

一式为外环轴上干扰力矩Mdy

引起陀螺仪绕内环轴稳态转角

伺服回路增益足够大时

该转角是足够小的

自转轴自然相当精确地

与外环轴保持垂直关系

消除了外环轴上

干扰力矩对仪表工作影响

二式绕外环轴输出转角中

包含内环轴干扰力矩Mdx影响

从而造成仪表测量误差

因此

应当尽量减小内环轴干扰力矩

测量精度要求很高时

内环轴支承可以采用液浮支承

或气浮支承

但这也增加仪表本身结构复杂性

这种加速度计

结构复杂造价较高

体积和重量也较大

这节课我们学习到这里

惯性导航原理课程列表：

第一章概述

-1.1惯性导航基本概念

--1.1.1 知识导授

--1.1.2 惯性导航基本概念

--1.1.3 小节测试

-1.2惯性导航技术发展史

--1.2 知识导授

--1.2.1 惯性导航技术发展史（一）

--1.2.2 惯性导航技术发展史（二）

--1.2.3 小节测试

-1.3惯性导航常用坐标系

--1.3 知识导授

--1.3.1 惯性坐标系与地球坐标系

--1.3.1 小节测试

--1.3.2 地理坐标系

--1.3.2 小节测试

--1.3.3 弹体坐标系与发射坐标系

--1.3.3 小节测试

-第一章讨论

第二章陀螺仪基本理论

-2.1陀螺仪的定义及分类

--2.1.1 知识导授

--2.1.2 陀螺仪定义及分类

--2.1.3 小节测试

-2.2刚体转子陀螺仪的基本特性

--2.2 知识导授

--2.2.1 二自由度陀螺仪基本特性

--2.2.2 单自由度陀螺仪基本特性

--2.2.3 小节测试

-2.3陀螺仪运动方程的建立

--2.3 知识导授

--2.3.1 动静法

--2.3.1 小节测试

--2.3.2 二自由度陀螺仪运动方程

--2.3.2 小节测试

--2.3.3 单自由度陀螺仪运动方程

--2.3.3 小节测试

-2.4陀螺仪运动特性分析

--2.4 知识导授

--2.4.1 二自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.1 小节测试

--2.4.2 单自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.2 小节测试

-第二章主观题

-第二章讨论

第三章惯性仪表陀螺仪

-3.1三浮陀螺仪

--3.1.1 知识导授

--3.1.2 三浮陀螺仪

--3.1.3 小节测试

-3.2静电陀螺仪

--3.2.1 知识导授

--3.2.2 静电陀螺仪

--3.2.3 小节测试

-3.3动力调谐陀螺仪

--3.3.1 知识导授

--3.3.2 动力调谐陀螺仪

--3.3.3 小节测试

-3.4光学陀螺仪

--3.4 知识导授

--3.4.1 sagnace效应

--3.4.1 小节测试

--3.4.2 光纤陀螺仪

--3.4.2 小节测试

--3.4.3 激光陀螺仪

--3.4.3 小节测试

-3.5振动陀螺仪

--3.5.1 知识导授

--3.5.2 振动陀螺仪

--3.5.3 小节测试

-3.6 原子陀螺仪

--3.6.1 知识导授

--3.6.2 原子陀螺仪

--3.6.3 小节测试

-第三章主观题

-第三章讨论

第四章惯性仪表加速度计

-4.1加速度计的测量原理

--4.1.1 知识导授

--4.1.2 加速度计的基本原理

--4.1.3 小节测试

--4.1.4 比力方程

--4.1.5 小节测试

-4.2石英挠性摆式加速度计

--4.2.1 知识导授

--4.2.2 石英挠性摆式加速度计

--4.2.3 小节测试

-4.3陀螺积分加速度计

--4.3.1 知识导授

--4.3.2 陀螺积分加速度计

--4.3.3 小节测试

-第四章主观题

-第四章讨论

思政讨论

-思政讨论题

第五章惯性仪表误差模型及标定

-5.1基本概念

--5.1.1 知识导授

--5.1.2 基本概念

--5.1.3 小节测试

-5.2陀螺仪静态误差模型

--5.2.1 知识导授

--5.2.2 陀螺仪静态误差模型

--5.2.3 小节测试

-5.3加速度计静态误差模型

--5.3.1 知识导授

--5.3.2 加速度计静态误差模型

--5.3.3 小节测试

-5.4惯性仪表误差标定测试

--5.4.1 知识导授

--5.4.2 惯性仪表误差标定测试

--5.4.3 小节测试

-第五章主观题

第六章平台式惯导系统

-6.1陀螺稳定平台功能、组成

--6.1.1 知识导授

--6.1.2 陀螺稳定平台功能组成

--6.1.3 小节测试

-6.2陀螺稳定平台工作原理

--6.2.1知识导授

--6.2.2 陀螺稳定平台工作原理

--6.2.3 小节测试

-6.3陀螺稳定平台性能分析

--6.3.1 知识导授

--6.3.2 陀螺稳定平台性能分析

--6.3.3 小节测试

-6.4平台式惯导系统导航原理

--6.4 知识导授

--6.4.1 解析式平台系统

--6.4.1 小节测试

--6.4.2半解析式平台系统

--6.4.2小节测试

-第六章主观题

第七章捷联式惯导系统

-7.1捷联式惯导系统工作原理

--7.1.1 知识导授

--7.1.2 捷联式惯导系统工作原理

--7.1.3 小节测试

-7.2 四元数及坐标转换

--7.2.1 知识导授

--7.2.2 四元数及坐标转换

--7.2.3 小节测试

-7.3捷联式惯导系统导航参数解算

--7.3.1 知识导授

--7.3.2 捷联惯导系统导航参数解算

--7.3.3 小节测试

-第七章主观题

-第七章讨论

4.3.2 陀螺积分加速度计笔记与讨论

也许你还感兴趣的课程:

© 柠檬大学-慕课导航课程版权归原始院校所有，
本网站仅通过互联网进行慕课课程索引，不提供在线课程学习和视频，请同学们点击报名到课程提供网站进行学习。