简介
本书简洁地总结框架陀螺仪的进动和章动理论,且系统地叙述静电支承和气浮支承的自由转子陀螺、动力调谐陀螺等新型陀螺仪的动力学原理,增加陀螺仪的非线性问题和弹性变形问题等新内容。关于新型陀螺仪动力学的相关内容曾作为主要贡献获1987年国家自然科学奖。第二版修订本将保留原有的一至九章,删去第十章的惯性导航简介,增加自旋卫星、充液陀螺、平面上旋转的陀螺和陀螺的混沌运动等章节。作为一本力学著作,书中不涉及具体陀螺仪表的原理和设计问题,而着重从动力学观点阐述陀螺仪和具有陀螺特性的高速旋转物体运动的普遍性规律。书中的叙述避免使用过深的数学工具,读者只需具备矢量、矩阵和常微分方程的基本知识就能顺利阅读。
目录
作者简介
再版序言
第一版序言
主要符号
表
绪论
第1章 陀螺的运动学
1.1 刚体的有限转动
1.2 刚体的无限小转动
1.3 有限转动四元数
1.4 万向支架的运动学特点
1.5 非完整约束问题
第2章 刚体动力学基础
2.1 刚体的质量几何
2.2 动量矩定理
2.3 欧拉情形刚体定点运动
2.4 拉格朗日情形刚体定点运动
第3章 框架陀螺的动力学方程
3.1 万向支架的动力学特点
3.2 静止基座上的陀螺动力学方程
3.3 运动基座上的陀螺动力学方程
3.4 动力学方程的分析力学表述
3.5 多陀螺系统的动力学方程
第4章 复摆与单自由度陀螺
4.1 复摆
4.2 单自由度陀螺
4.3 弹性变形问题
第5章 垂直陀螺的进动理论
5.1 陀螺垂直仪
5.2 陀螺摆
5.3 四陀螺垂直仪
5.4 非线性问题
第6章 陀螺罗经的进动理论
6.1 陀螺罗经
6.2 带阻尼的陀螺罗经
6.3 电控陀螺罗经
6.4 转子陀螺罗经
6.5 空间陀螺罗经
第7章 陀螺的章动理论
7.1 章动的线性理论
7.2 线性陀螺系
7.3 章动的非线性理论
7.4 弹性变形问题
第8章 动力调谐陀螺
8.1 挠性陀螺的特点
8.2 单自由度挠性陀螺
8.3 调谐陀螺的进动理论
8.4 调谐陀螺的非理想情况
8.5 调谐陀螺的章动理论
第9章 转于陀螺
9.1 转子陀螺的特点
9.2 转子陀螺的支承力和干扰力矩
9.3 刚体定点运动的状态变量描述
9.4 陀螺的非稳态运动
9.5 陀螺的稳态运动
9.6 框架陀螺的摄动理论
第10章 充液陀螺
10.1 无旋液体的等效刚体
10.2 有旋液体的等效刚体
10.3 旋转液体的动力学方程
10.4 充液刚体动力学
10.5 液体转子陀螺
第11章 自旋卫星
11.1 无力矩作用的自旋卫星
11.2 刚体在地球引力场中的运动
11.3 受地球引力矩作用的自旋卫星
11.4 自旋卫星的非稳态运动
11.5 弹性变形问题
11.6 卫星姿态的飞轮控制
第12章 滚动陀螺
12.1 陀螺在光滑平面上的运动
12.2 陀螺在微粗糙平面上的运动
12.3 平面上旋转的充液陀螺
12.4 粗糙平面上非轴对称刚体的运动
第13章 陀螺的混沌运动
13.1 混沌运动概述
13.2 刚体定点运动的混沌性态
13.3 框架陀螺的混沌运动
13.4 陀螺体的混沌运动
参考文献
附录一 矢量、并矢和四元数
附录二 运动稳定性理论基础
附录三 相平面上的奇点理论
名词索引
外国人名译名对照表
再版序言
第一版序言
主要符号
表
绪论
第1章 陀螺的运动学
1.1 刚体的有限转动
1.2 刚体的无限小转动
1.3 有限转动四元数
1.4 万向支架的运动学特点
1.5 非完整约束问题
第2章 刚体动力学基础
2.1 刚体的质量几何
2.2 动量矩定理
2.3 欧拉情形刚体定点运动
2.4 拉格朗日情形刚体定点运动
第3章 框架陀螺的动力学方程
3.1 万向支架的动力学特点
3.2 静止基座上的陀螺动力学方程
3.3 运动基座上的陀螺动力学方程
3.4 动力学方程的分析力学表述
3.5 多陀螺系统的动力学方程
第4章 复摆与单自由度陀螺
4.1 复摆
4.2 单自由度陀螺
4.3 弹性变形问题
第5章 垂直陀螺的进动理论
5.1 陀螺垂直仪
5.2 陀螺摆
5.3 四陀螺垂直仪
5.4 非线性问题
第6章 陀螺罗经的进动理论
6.1 陀螺罗经
6.2 带阻尼的陀螺罗经
6.3 电控陀螺罗经
6.4 转子陀螺罗经
6.5 空间陀螺罗经
第7章 陀螺的章动理论
7.1 章动的线性理论
7.2 线性陀螺系
7.3 章动的非线性理论
7.4 弹性变形问题
第8章 动力调谐陀螺
8.1 挠性陀螺的特点
8.2 单自由度挠性陀螺
8.3 调谐陀螺的进动理论
8.4 调谐陀螺的非理想情况
8.5 调谐陀螺的章动理论
第9章 转于陀螺
9.1 转子陀螺的特点
9.2 转子陀螺的支承力和干扰力矩
9.3 刚体定点运动的状态变量描述
9.4 陀螺的非稳态运动
9.5 陀螺的稳态运动
9.6 框架陀螺的摄动理论
第10章 充液陀螺
10.1 无旋液体的等效刚体
10.2 有旋液体的等效刚体
10.3 旋转液体的动力学方程
10.4 充液刚体动力学
10.5 液体转子陀螺
第11章 自旋卫星
11.1 无力矩作用的自旋卫星
11.2 刚体在地球引力场中的运动
11.3 受地球引力矩作用的自旋卫星
11.4 自旋卫星的非稳态运动
11.5 弹性变形问题
11.6 卫星姿态的飞轮控制
第12章 滚动陀螺
12.1 陀螺在光滑平面上的运动
12.2 陀螺在微粗糙平面上的运动
12.3 平面上旋转的充液陀螺
12.4 粗糙平面上非轴对称刚体的运动
第13章 陀螺的混沌运动
13.1 混沌运动概述
13.2 刚体定点运动的混沌性态
13.3 框架陀螺的混沌运动
13.4 陀螺体的混沌运动
参考文献
附录一 矢量、并矢和四元数
附录二 运动稳定性理论基础
附录三 相平面上的奇点理论
名词索引
外国人名译名对照表
陀螺力学
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