惯性元件ppt(1)-文档资料

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惯性元件ppt(2)

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用动静法建立陀螺内外环轴上的力矩平衡关系,将陀螺 转子绕内外环转动的动力学问题转变成静力学问题来研 究。使用动静法时,认为作用在转动物体上的外力矩与 转动物体的惯性力矩是平衡的。 应注意的是,惯性力矩包括角加速度引起的转动惯性力 矩,以及哥式加速度引起的惯性力矩, 设内环和陀螺转子一起绕内环轴的转动惯量为Jx, 内外环连同陀螺转子一起绕外环轴的转动惯量为Jy, 绕内环轴和外环轴作用在陀螺仪上的外力矩分别为 Mx,My 在外力矩作用下,陀螺仪将产生绕内、外环的运动。
在X轴上的各种力矩 1)、外力矩 M x 引起的 2)、角加速度 x 惯性力矩 J x x 与角加速 度方向相反,在X轴的负向 引起的陀 3)、角速度 y 螺力矩 M rx H y cos 在X轴的负向 M rx H y x
同理在y轴上的各种力矩如此
3.以基座的转动角度为输入时的传递函数 当二自由度陀螺仪的基座转动时,由于陀螺转子 轴有两个转动自由度,可相对惯性空间保持指向不 变,这就提供了一方向基准。于是陀螺仪基座绕陀 螺仪内环轴(或外环轴)的相对转动角度φx(或φy), 就是陀螺仪的输出角度θx:(或θy)。这样从输入到 输出的传递函数就是1:
H cos 0 M x J x x y x H cos 0 M y J y y x x
H 0 M x J x x y H 0 M y J y y x
H M J x x y x H M J y y x y
根据上式,可画出函数方块图3—9。 · 只考虑内环轴上的外力矩Mx的作用,函数方块图 3—9变为图3—10,可直接写出以Mx为输入 为输出的传递函数: Jy x ( s)
H M x ( s) s( J x J y s 2 H 2 )

惯性元件ppt(1)

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形状对称的刚体,只要以其中心点为坐标系原点,选 取使刚体对称的轴为坐标轴,则刚体的三个惯性积必 然为0。这是因为在刚体内任意一点(xi,yi,zi),必然存 在另外7个对称点:(xi,yi,-zi)、(xi,-yi,-zi)、(xi,yi,zi)、(-xi,yi,zi)、(-xi,yi,-zi)、(-xi,yi,-zi)、-xi,yi,zi),这8个点的惯性积之和为0,因此整个刚体的三 个惯性积必为0:
对于小型陀螺而言,常用单位是克· 厘米2/秒。
例 设转子的转动惯量J=398g· cm2,转子的转速为 n=24000r/min,求转子的角动量。 解 转子的自转角速度为 n 2 24000 2 2513 .27 rad / s
角动量的大小为
60 60
H J 398 2513 .27 10 g cm / s
第六讲 第三章 惯性元件——陀螺仪与加速度计 1,陀螺仪能测得载体的转角或角速度, 2,加速度计能测得比力或加速度, 3,惯性元件;陀螺仪与加速度计依据的都是惯性力 或惯性矩.而且测量结果都是相对惯性空间的,所以 把陀螺仪和加速度计称作惯性元件。 陀螺仪和加速度计是惯性导航系统中使用的核心元件, 它们的类型和品质直接影响惯性导航系统的构成和工 作特性。
mi ( y z )
2 i 2 i
J y mi ( xi2 zi2 )
2 i 2 i
J z mi ( y x ) J xy mi xi yi J yz mi yi zi J zx mi xi zi

用陀螺动量矩H在惯性空间的转动角速度来表示 H的矢端速度vH则有
vH H
H M
式中,ω是H相对惯性空间的进动角速度,该式表示 了进动角速度ω与动量矩H及外力矩M之间的关系。 图3-4(a)、(b)分别给出了沿内环轴方向施加力矩 和沿外环轴方向施加力矩时陀螺转子的进动情况。 进动时,动量矩的方向总是沿捷径方向向外力矩方 向靠拢

惯性器件_PPT课件

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式中: 为波数; 是绕在光纤环上的光纤总长 K L 度; 是真空中的波长。只要测得相移 ,即 可求出转动角速度 。
推导过程如下:
光纤陀螺仪的优点 与机电陀螺或激光陀螺相比,光纤陀螺具有 如下特点: (1)零部件少,仪器牢固稳定,具有较强的抗冲 击和抗加速运动的能力; (2)绕制的光纤较长,使检测灵敏度和分辨率比 激光陀螺仪提高了好几个数量级; (3)无机械传动部件,不存在磨损问题,因而具 有较长的使用寿命; (4)易于采用集成光路技术,信号稳定,且可直 接用数字输出,并与计算机接口联接;
(5)通过改变光纤的长度或光在线圈中的循环传播 次数,可以实现不同的精度,并具有较宽的动态 范围; (6)相干光束的传播时间短,因而原理上可瞬间启 动,无需预热; (7)可与环形激光陀螺一起使用,构成各种惯导系 统的传感器,尤其是级联式惯导系统的传感器; (8)结构简单、价格低、体积小、重量轻。
光纤陀螺仪的技术问题
就有无反馈信号而言,可分为 (1)开环光纤陀螺仪 (2)闭环光纤陀螺仪 从相位解调方式来看,还可分为 (1)相位差偏置式光纤陀螺仪 (2)光外差式光纤陀螺仪 (3)延时调制式光纤陀螺仪
干涉式光纤陀螺仪原理图
各种类型的光纤陀螺,其基本原理都是利用萨 格奈克效应,只是各自所采用的位相或频率解调方 式不同,或者对光纤陀螺的噪声补偿方法不同而已 。根据萨格奈克效应,当一环形光路在惯性空间绕 垂直于光路平面的轴转动时,光路内相向传播的两 列光波之间,将因光波的惯性运动而产生光程差, 从而导致两束相干光波的干涉。该光程差对应的位 相差与旋转角速率之间有一定的内在联系,通过对 干涉光强信号的检测和解调,即可确定旋转角速率 。
以干涉式光纤陀螺为例,如图所示,光源发出 的光经分束器分为两束后,进入一半径为R的单模 光纤环中,分别沿顺时针方向及逆时针方向反向传 输,最后同向回到分束器形成干涉。

惯性器件.ppt

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螺仪的工作原理 光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克(Sagnac) 效应。
光纤陀螺仪工作示意图
光纤陀螺仪

与机电陀螺或激光陀螺相比,光纤陀螺具有如下 特点:
(1)零部件少,具有较强的抗冲击和抗加速运动的能力; (2)灵敏度和分辨率比激光陀螺仪提高了好几个数量级 ; (3)较长的使用寿命; (4)易于采用集成光路技术,信号稳定,且可直接用数字输 出,并与计算机接口联接; (5)通过改变光纤的长度或光在线圈中的循环传播次数,可 以实现不同的精度,并具有较宽的动态范围; (6)相干光束的传播时间短,因而原理上可瞬间启动,无需 预热; (7)结构简单、价格低,体积小、重量轻.
摩擦及对策、漂移率
漂移、漂移率
漂移:受干扰影响,陀螺转子轴相对惯性空间的转动 漂移率:陀螺转子轴漂移的角速率(度/小时) 惯性级精度:0.01度/小时 陀螺的发展历史: 消除各种有害力矩、降低漂移率的历史
傅科陀螺仪
傅科:法国地球物理学家(1819-1868) 验证地球自转 傅科陀螺仪 (1852)
傅科摆
(1851)
L=67m M=28kg A=6m
精度较低,无法验证地球自转
之后轴承工艺得到改进
陀螺罗经——航海方面的最早应用
人类早期航海采用磁罗盘(指南针) 19世纪后期,钢质轮船逐渐取代 木质轮船,磁罗盘无法再保证精度 在极地附近磁罗盘也会失灵
寻找能够替代磁罗盘的方位指使仪
如果借助陀螺仪,需要解决实 时、自主寻北的问题
激光陀螺 60年代初开始研制,70年代进 入实用
1983-1994美国各类陀螺比例
振动陀螺、微机械陀螺 音叉振动陀螺、压电振动陀螺、 半球谐振陀螺
光纤陀螺 70年代开始研制,80年代初进 入实用

新人教版惯性(带flash)ppt课件

新人教版惯性(带flash)ppt课件
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汽车突然加速
当汽车从停止状态起动时,人的脚底由于摩 擦而随之静止,人的上身由于惯性,仍保持原来 慢速行驶的运动状态,所以加速时,人会后仰。
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巩固练习
1.关于惯性,下面说法正确的是( D )。
A.一切物体在没有受到力的作用时,总保持 匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性
B.射出的子弹离开枪口继续高速前进,是因 为子弹受到惯性的作用
防止(1)_小__汽__车__司__机__佩__带__安__全带 (2)__跑__道__的__终__点__处__留__有__一__块__空地
许多交通事故造成的损失与伤害,是与物体的惯 性有关的,为了减小此类事故的再发生,在公路交 通管理中有许多要求和措施,就你所知,填写二条 (1)______限__速__行__驶___保__持__适__当__的__车__距__ (2)_禁__止__超__载______拐__弯__时__要__减__速______
A、二者脚的运动状态改变,而上身由于
惯性仍保持原来运动状态。
B、二者上身的运动状态改变,而脚由于
惯性仍保持原来运动状态。
C、前者上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来
运动状态;后者脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保
持原来运动状态。
D 、前者脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来
运动状态;后者上身运动状态的改变,而脚由于惯性仍保
D.先上升一段距离再下落,下落时速度越来越快
.
1、下列不属于惯性现象的是
()
A、在草地上滚动的足球越滚越慢
B、人走路时被石头绊倒会向前倒
C、子弹从枪膛射出后继续在空中飞行一段距离
D、地球以360m/s的速度自转,当人使劲一跳,

惯性(课堂PPT)

惯性(课堂PPT)
物体的惯性只与物体的质量有关,物体的质量越大,惯性越大;物体的质量越小,惯 性越小,质量是物体惯性的量度. 4、惯性大小的意义: 物体保持原来状态“本领”的大小(抵抗运动状态变化的“本领” )。
惯性越大,保持原来状态“本领”越大,运动状态越难改变;
惯性越小,保持原来ห้องสมุดไป่ตู้态的“本领”就越小,运动状态就容易改变。
鸡蛋掉瓶中,
跳远
人被石头绊倒
投球, 打击棋子, 抖落衣服上的灰尘,
洗衣脱水
车启动或加速时往后倒
车刹车或减速时往前倒
人竖直跳起后落回原地
12
问题一:运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性? 错, 惯性与物体的运动状态无关。
问题二:运动速度大的物体惯性就大呢?
错, 决定惯性的唯一量度就是质量。
问题三:“惯性”是不是就是“惯性定律”?
我之所以看的远,是因为我站在巨人的肩膀上。 ——牛 顿
第二课时 惯性
课件制作人:刘明松
1
一、牛顿第一定律
1、内容:一切物体在 没有受到力的作用时, 总保持静止状态或匀 速直线运动状态。
牛顿 (Newton,1642-1727)2
我们一起记:
a.该定律研究方法:实验加理论推导,不能做实验 证明
b.理解:
静者恒静
不受力时
动者恒动
运动的物体,不受力时,最终都做匀速直线运 动.静止的物体,不受力时,最终都是静止的.
3
惯性:
从牛顿第一定律知道,如果物体不受力的作用,有保持匀速 直线运动状态和静止状态的性质.得到惯性的概念:
任何物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这 种性质叫做惯性.
牛顿第一定律又叫惯性定律。
保持车距

惯性课件_精品文档

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都具有惯性。
C.她的整个身体的运动状态都发生了改变
D.她的整个身体的运动状态都没有发生改变
知1-讲
导引:滑旱冰时,人向后摔倒的原因是脚向前运动 的速度加快,而身体的上部由于惯性保持原 来较小的运动速度。这样,上身的运动速度 小于下身的运动速度,人的重心偏向后,人 就会向后摔倒。
总结
知1-讲
解释倾倒问题,采用分割法。人摔倒、坐车时身体的前 倾或后倾,都是由于惯性。具体分析时,要分别分析身体 上部和下部的运动状态是否改变,进行解释。这些现象有 如下规律:人体不管是向前摔倒还是向后摔倒,也不管身 体是向前倾还是向后倾,都是由于身体下部的运动状态发 生了改变,而身体的上部由于惯性保持了原来的运动状态。
知1-练
1.【中考·贵州】一辆汽车正在公路上行驶,有关汽车的 说法正确的是( C )
A.汽车静止时不具有惯性 B.正在运动的汽车不具有惯性 C.各种状态下的汽车都有惯性 D.汽车刹车时才具有惯性
知1-练
2.【中考·赤峰】如图所示,用塑料尺用力击打一摞棋子 中的一个,该棋子飞出而上面的棋子又落到它原来的 位置,是由于它们具有__惯__性____。棋子飞出的瞬间运 动 状 态 发 生 改 变 的 原 因 是 塑 料 尺 施 加 的 __力___ 的 作 用 。 下面两个棋子静止不动,它
惯性与牛顿第一运动定律的区别。 (1)惯性:物体的性质。没有任何条件,一切物体都有惯性。 (2)牛顿第一定律:在不受力条件下,物体的运动规律。 3. 惯性的利用及其危害的控制
惯性
1. 任何物体都有惯性。 2. 质量是决定物体惯性大小的唯一因素。物体的质
量越大,惯性越大,其运动状态越难改变。 3. 惯性不是力。一个物体不能产生力,但每个物体
惯性仍要保持静止状态 B.锤头由运动变为静止,锤柄由于

惯性及其应用ppt

惯性及其应用ppt
智能交通
惯性技术在智能交通领域也有广泛的应用前景,如应用于车辆自动驾驶、交 通监控等领域。未来可以进一步探索如何将惯性技术与其他传感器技术相结 合,提高车辆自动驾驶的精度和安全性。
THANKS
谢谢您的观看
虚拟现实(VR)与增强现实(AR)的结合
利用惯性传感器捕捉头部和手部动作,实现更加自然、逼真的交互体验,提高用户体验。
开发更高效的界面
通过捕捉手部和头部动作,设计更为直观、自然的界面,使得用户与虚拟环境的交互更为便捷、直观。
惯性技术在智能设备领域的应用前景
智能手机的进化
将惯性传感器与智能手机结合,实现更为精确和直观的人机交互,提升用户体验 。
计算车辆的行驶状态,实现车辆的自动转向。
惯性测速仪
02
利用惯性原理,通过陀螺仪和加速度计等惯性传感器,感知和
计算车辆的行驶速度,实现车辆的自动测速。
惯性导航系统
03
在车辆导航系统中,利用惯性测量元件和控制系统,实现自主
导航和控制,指引驾驶员按照预定路线行驶。
惯性在工业领域的应用
惯性振动分析
利用惯性原理,通过陀螺仪和加速度计等惯性传感器,感知和分析设备的振动状态,检测 设备的工作状态和故障。
惯性及其应用
xx年xx月xx日
目录
• 惯性基本概念 • 惯性的来源及度量 • 惯性在各领域的应用 • 惯性技术的前景展望 • 总结与展望
01
惯性基本概念
惯性的定义
定义
惯性是指物体保持自身状态的性质,抵抗运动状态变化的能力。
影响因素
质量、距离、速度、加速度
惯性的物理属性
客观性
惯性是物体的固有属性,不依 赖于其他物体。
利用物体的转动惯量进行性进行碰撞检测,如计算机图形学中的碰撞检测算法。 利用物体的惯性矩进行碰撞检测,如刚体碰撞检测算法。
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