第7章陀螺仪的应用

2023/2/51第七章陀螺仪的应用2023/2/52§7.1自由陀螺的应用

一自由陀螺仪的工作方式可以用陀螺坐标系模拟惯性坐标系，通过测量运动载体相对陀螺的运动，得到载体相对惯性空间的绝对运动。

使用自由陀螺测量载体的航向和姿态时，通常采用沿外环轴输出信号。

利用自由陀螺测量载体的航向和姿态时，有陀螺的视运动以及干扰力矩造成陀螺漂移等因素直接造成的测量误差，还有载体作复杂运动时，由于框架的几何约束产生的框架误差。

2023/2/53§7.1自由陀螺的应用

二自由陀螺仪的框架误差

2023/2/54§7.1自由陀螺的应用

二自由陀螺仪的框架误差

框架误差不仅与载体姿态角有关，也和陀螺的安装方式有关。当陀螺的三根轴互相垂直且与载体三轴平行时，框架误差最小。在使用自由陀螺测量载体姿态角时，常需根据载体航行过程中各种可能的姿态来确定陀螺在载体上的布置方案。

2023/2/55§7.1自由陀螺的应用

三自由陀螺跟踪动参考系的控制力矩

根据自由陀螺相对动坐标系的运动规律，对陀螺施加相应的控制力矩，即把自由陀螺变成受控陀螺，使其按某种规律在惯性空间进动，跟踪导航坐标系，亦即使陀螺相对动参考系处于静止状态。

2023/2/56§7.1自由陀螺的应用

三自由陀螺跟踪动参考系的控制力矩

只要陀螺的H轴相对惯性空间的转动角速度与动参考系相对惯性空间的转动角速度大小和方向都相同时，H轴就相对动参考系静止。

2023/2/57§7.2垂直陀螺的工作方式

一陀螺摆

2023/2/58§7.2垂直陀螺的工作方式

一陀螺摆

2023/2/59§7.2垂直陀螺的工作方式

二垂直陀螺

2023/2/510§7.3方位陀螺的工作方式

一罗经的指北原理及其进动方程

2023/2/511§7.3方位陀螺的工作方式

二陀螺罗经的阻尼

2023/2/512§7.3方位陀螺的工作方式

三陀螺罗经的误差分析

2023/2/513§7.4陀螺稳定平台

一概述

陀螺稳定平台的主要作用是在载体内按给定的技术指标，建立一个与载体角运动无关的导航坐标系，为加速度计提供可靠的测量基准，也为载体姿态角的测量提供坐标基准。

稳定系统由陀螺仪、平台台体、框架系统和稳定回路组成。台体是系统的稳定对象，安装在台体上的陀螺仪敏感台体相对惯性空间的角位移或角速度，并通过稳定回路控制平台系统，使台体稳定在惯性空间。

2023/2/514§7.4陀螺稳定平台

一概述

可用作陀螺稳定平台敏感元件的单自由度陀螺仪有：速率陀螺仪、液浮积分陀螺仪等。这些陀螺仪敏感台体的角运动，并输出与台体角速度、台体转角和台体角度积分值成比例的控制信号。将这些信号进行适当处理后，输给平台相应框架轴的力矩电机，使台体在惯性空间保持稳定。

2023/2/515§7.4陀螺稳定平台

二单轴陀螺稳定平台2023/2/516§7.4陀螺稳定平台

三三轴陀螺稳定平台2023/2/517§7.4陀螺稳定平台

四三框架四轴全姿态平台

2023/2/518§7.4陀螺稳定平台

五浮球平台

2023/2/519§7.5惯性导航系统一平台式惯性导航系统

2023/2/520§7.5惯性导航系统一平台式惯性导航系统

2023/2/521§7.5惯性导航系统一捷联式惯性导