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第一部分 理论13

第一章 绪论13

1．1 定义13

1．2 陀螺模型15

1．3 二自由度陀螺仪17

1．4 单自由度陀螺仪18

1．5 姿态仪表20

1．6 陀螺罗盘22

1．7 惯性导航24

1．8 陀螺技术25

1．9 矢量、矩阵和记号29

参考文献32

例题33

习题35

第二章 运动、参考座标系和哥氏定理37

2．1 运动37

2．2 任意的参考座标系38

2．3 特殊的参考座标系40

2．4 哥里奥利现象41

2．5 常规的导航座标系44

例题46

习题48

第三章 力学定律51

3．1 牛顿定律51

3．2 力学基础52

3．3 质点系质量中心的运动55

3．4 线加速度表的性能57

3．5 质点系的旋转运动59

3．6 刚体的角动量62

3．7 欧拉方程式63

3．8 刚体无力矩运动的稳定性64

3．9 波因索图形67

参考文献71

例题71

习题74

第四章 陀螺模型77

4．1 术语77

4．2 假设78

4．3 陀螺组合件79

4．4 陀螺组合件的运动方程80

4．5 陀螺自转驱动动力学83

参考文献86

例题86

习题88

第五章 二自由度陀螺仪90

5．1 重力陀螺90

5．2 章动阻尼93

5．3 指令角速度97

5．4 二自由度陀螺的特性方程98

参考文献100

例题101

习题102

第六章 单自由度陀螺仪104

6．1 单自由度陀螺的性能方程104

6．2 速率陀螺108

6．3 积分陀螺109

6．4 非约束单自由度陀螺110

6．5 阻尼陀螺的强迫频率响应112

6．6 工程方面114

6．7 单自由度加速度表118

参考文献119

例题119

习题121

第七章 飞机姿态指示123

7．1 飞机与驾驶的结合123

7．2 转弯倾斜指示器124

7．3 陀螺垂直仪126

7．4 陀螺摆129

7．5 人工地平仪130

参考文献135

例题135

习题141

第八章 陀螺方向仪143

8．1 方向基准143

8．2 磁罗盘144

8．3 水平陀螺146

8．4 转弯误差148

8．5 速度罗盘149

8．6 显示151

例题153

习题157

第九章 空间积分器158

9．1 单轴空间积分器159

9．2 齿轮系160

9．3被控部件162

9．4 陀螺163

9．5 放大器、马达和阻尼器163

9．6 单轴情况下的结论163

9．7 三轴空间积分器165

9．8 常平架转换168

9．9 陀螺组件173

9．10 力矩计算矩阵174

9．11 三轴分析的结论174

9．12 锥效应176

9．13 四常平架系统178

9．14 无常平架系统180

参考文献181

例题181

习题183

第十章 陀螺罗经188

10．1 历史背景188

10．2 工作原理189

10．3 动态的研究191

10．4 无阻尼陀螺罗经192

10．5 安休茨系统197

10．6 斯派雷系统200

10．7 采用单自由度陀螺的陀螺罗经203

10．8 静基座罗经状态206

参考文献208

例题209

习题211

第十一章 垂线：垂线指示系统与舒拉调谐213

11．1 地球形状213

11．2 有关垂线的一些定义214

11．3 用作垂线指示器的摆217

11．4 垂线指示系统218

11．5 外部速度阻尼224

11．6 舒拉调谐225

参考文献227

例题227

习题230

第十二章 惯性导航232

12．1 惯性导航的基本原理232

12．2 惯性导航系统的分类233

12．3 几何式系统233

12．4 半解析式系统235

12．5 自由方位系统240

12．6 解析式系统241

12．7 初始校整244

参考文献245

例题245

习题246

第二部分 设计与试验技术249

第十三章 陀螺仪设计的一般问题249

13．1 概述——陀螺仪设计的主要基础249

13．1．1 陀螺仪的功用249

13．1．2 理想陀螺仪251

13．1．3 实际陀螺仪251

13．1．4 理论和设计的关系252

13．1．5 单自由度陀螺仪作用原理图解255

13．1．6 二自由度陀螺仪作用原理260

13．1．7 设计员的任务266

13．2 陀螺仪设计的若干意见269

13．2．1 回顾与展望269

13．2．2 经验的价值270

13．2．3 清理设计270

13．2．4 人和“效率”的问题271

13．2．5 资料与经验271

13．2．6 关于提高271

13．2．7 可靠性、寿命和精度的设计指标272

13．3 原理的物理实现273

13．3．1 角动量（H）273

13．3．2 信号传感器276

13．3．3 力矩发生器278

13．3．4 阻尼和浮动280

13．4 陀螺模型方程（有微动同步器的单自由度浮子积分陀螺仪）281

13．4．1 简化假设282

13．4．2 陀螺力矩综合方程表示法282

13．4．3 陀螺动态模型方程285

13．4．4 用于设计的陀螺动态模型方程的说明——性能的变化287

13．4．5 不定性误差289

13．5 实际问题291

13．5．1 清洁291

13．5．2 摩擦293

13．5．3 材料的特性294

13．5．4 机械加工实践294

13．5．5 公差296

13．5．6 浮液的适应性296

参考文献297

第十四章 陀螺仪的设计298

14．1 概述298

14．1．1 探讨的范围298

14．1．2 工作与性能指标和环境要求的关系300

14．1．3 陀螺-力矩-稳定性要求的分析302

14．1．4 设计组303

14．1．5 工程布局304

14．1．6 总体尺寸304

14．1．7 材料性能的相互作用307

14．1．8 组合件的采用308

14．1．9 清洁309

14．1．10 由外向里进行设计310

14．2 陀螺设计改进的演变312

14．2．1 输出轴轴承312

14．2．2 自转轴轴承313

14．2．3 结构材料313

14．2．4 密封314

14．2．5 线圈316

14．2．6 结构的类型316

14．2．7 未来的陀螺316

14．3 具体的设计范围317

14．3．1 转子轴承（自转轴轴承）——非弹性和依从性318

14．3．2 陀螺转子、轴承和马达部件336

14．3．3 框架和浮子结构345

14．3．4 浮子和壳体之间的空间351

14．3．5 壳体356

14．3．6 热量控制364

14．3．7 磁屏蔽365

14．3．8 安装配合面366

14．4 工具和夹具367

14．5 清洁和超净工作室367

参考文献369

第十五章 陀螺仪的试验370

15．1 陀螺试验的目的370

15．2 试验的经济性372

15．3 陀螺性能、陀螺误差和不定性误差的单位373

15．4 开环试验373

15．5 闭环试验374

15．5．1 伺服回路376

15．5．2 速率反馈或力矩-约束回路386

15．6 伺服试验的力矩综合方程——性能说明391

15．7 力矩-约束回路试验〔5〕的力矩综合方程——性能说明402

15．8 环境试验——振动405

15．9 环境试验——离心试验〔5〕413

15．9．1 离心试验的弊病420

15．10 用比力表示的陀螺力矩系数420

参考文献421

附录：座标变换422

附录一 方向余弦422

附录二 欧拉角423

附录三 矢量角度426

附录四 哥氏定理427

附录五 从角速度到角方位的变换429

附录六 哥氏定理的矩阵形式430

附录七 结束语430

参考文献431