导航原理实验报告材料

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1、实用文案导航原理实验报告院系：班级：学号：姓名：成绩：指导教师签字：批改日期：年月日哈尔滨工业大学航天学院控制科学实验室文案大全实用文案实验1二自由度陀螺仪基本特性验证实验一、实验目的1．了解机械陀螺仪的结构特点；2．对比验证没有通电和通电后的二自由度陀螺仪基本特性表观；3．深化课堂讲授的有关二自由度陀螺仪基本特性的内容。二、思考与分析1．定轴性（1）设陀螺仪的动量矩为H，作用在陀螺仪上的干扰力矩为Md，陀螺仪漂移角速度为ωd，写出关系式说明动量矩H越大，陀螺漂移越小，陀螺仪的定轴性(即稳定性)越高.答案：干扰力矩Md一定时，动量矩H越大，陀螺仪漂移角速度为ωd越小，陀螺漂移越小，陀螺仪

2、的定轴性(即稳定性)越高.（2）在陀螺仪原理及其机电结构方而简要蜕明如何提高H的量值?答案：由公式可知提高H的量值有四种途径：1.陀螺转子采用密度大的材料,其质量提高了，转动惯量也就提高了。2.改变质量分布特性。在质量相同的情况下，若质量分布的半径距质心越远，H越大。因此将陀螺转子的有效质量外移，如动力谐陀螺将转子设计成环状。即在陀螺电机定子环中，可做成质量集中分布在环外边缘的环形结构，切边缘部分材质密度大，可提高转动惯量。3.增大r,可有效提高转动惯量。4.文案大全实用文案另外可通过采用外转子电机来改变电机质量分布，增大r。改变电机定转子结构：采用外转子，内定子结构的转子电机。4.增加

3、陀螺转子的旋转速度。，提高电压周波频率f——〉n——Hf=400Hz适当减少极对数，如取p=1适当减少转差率s，可通过减少转子支承轴承摩擦来实现2．进动性(1)在外框架施加一沿x轴正方向作用力矩时，画出动量矩H的进动方向及矢量M，ω，H的关系坐标图。(设定H沿Z轴正方向)并在坐标中标出陀螺仪自转轴的旋转方向n。a)在内框架施加一沿Y轴正方向作用力矩时，画出动量矩H的进动方向及矢量M，ω,H的关系坐标图。(设定H沿Z轴正方向)并在坐标中标出陀螺仪自转轴的旋转方向n。文案大全实用文案(3)若改变了陀螺仪自转轴的旋转方向n即H是沿坐标Z轴的负方向，仍还是在外框架沿x轴正方向施加一作用力矩时，画

4、出其矢量M，ω，H的关系坐标图。并在坐标图中标出自转轴的旋转方向n和H的进动方向及陀螺力矩Mg的方向。1．陀螺动力效应如果人为的用手指向陀螺仪的内框架(内环)施加力矩时，对于陀螺仪内框架(内环)而言，为什么没有表观出陀螺动力效应?文案大全实用文案当人为对陀螺内框架施加外力矩时，外力矩通过内框架传递到转子上，陀螺转子产生绕外框架轴的进动。虽然作用在内框架上的陀螺力矩与施加的外力矩大小相等方向相反，但是因为陀螺转子绕外框架轴进动，会带动了内框架，随着外框架一起转动。因此陀螺内框架不能表现出陀螺动力效应。实验2光纤陀螺工作过程演示实验一、实验目的1.通过演示实验，加深对Sagnac效应的理解；

5、2.了解光纤陀螺陀螺数据采集系统；3.掌握光纤陀螺结构及应用；4.观察光纤陀螺工作过程.二、思考与分析1.萨格奈克效应是什么？答案：Sagnac效应是法国科学家G.Sagnac于1913年发现的，它构成了现代光学陀螺——激光陀螺和光纤陀螺的理论基础。在一个任意几何形状的闭合光学环路中，从任意一点发出的沿相反方向传播的两束光波，绕行一周返回到该点时，如果闭合光路在其平面内相对惯性空间有旋转，则两束光波的相位将发生变化，这称为Sagnac效应。2.光纤陀螺仪按光路系统的不同分类，分为哪几种？答案：全光纤陀螺，集成光学光纤陀螺，谐振腔型光纤陀螺。文案大全实用文案3.光纤环形干涉仪的基本原理是什

6、么？答案：当用光纤环实现闭合光学环路并形成环形干涉仪时，其输出为：(1)式中，是入射光的光强；是旋转引起的相位变化，也称为Sagnac相移，它与旋转角速率的关系为：(2)式中，为光纤长度；为光纤环的半径；为光波长；为真空中的光速。光纤环形干涉仪的优势是可以采用多匝光路来增强Sagnac相移，此时(1)式中的光纤长度，是光纤线圈的匝数。联合式（1）和（2），就能够通过检测干涉光强的变化来感知转速。4.光纤陀螺仪的基本构成和光路传导过程是什么？答案：光路系统主要由光源，光检测器，分束器，偏振器，空间滤波器，相位调制器，光纤线圈。5.光纤陀螺测的是那个方向的转动角速率？测量的是地球自转角速率在

7、垂直于光纤陀螺腔体方向的分量。实验3陀螺稳定平台结构展示实验一、实验目的1．了解单轴双陀螺稳定平台的结构及特点；2．了解双轴陀螺稳定平台的结构及特点；3.加深对陀螺稳定平台工作原理的理解。二、思考与分析1.陀螺稳定平台的分类？文案大全实用文案陀螺稳定平台按其稳定的轴数，又分为单轴、双轴和三轴陀螺稳定平台。按选作陀螺稳定平台（下面简称平台）敏感元件的不同，可分为气浮陀螺平台、液浮陀螺平台、挠性陀螺平台等。2.陀螺稳定平台有哪两种基本作