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1总体技术方案与性能分析 1

1.1发展简史 1

1.2空心转子静电陀螺仪 3

1.2.1φ38mm空心转子静电陀螺仪 3

1.2.2φ50mm空心转子静电陀螺仪 7

1.3实心转子静电陀螺仪 9

1.4两类静电陀螺仪技术比较 12

1.5静电陀螺仪的一般运动特性 17

1.5.1理想静电陀螺仪 17

1.5.2实际静电陀螺仪 21

1.6静电陀螺导航／监控器系统 26

1.6.1SPN/GEANS和GEO/SPIN系统 28

1.6.2静电陀螺导航仪（ESGN）系统 29

1.6.3静电陀螺监控器（ESGM）系统 30

2电极电容与静电支承力计算 33

2.1电极间隙、电容及静电力计算公式 33

2.1.1电极间隙表达式 33

2.1.2电极电容计算式 34

2.1.3静电力计算式 36

2.2 6块正交圆电极电容 37

2.3正六面体投影电极电容 39

2.4正交6块圆电极静电支承力 43

2.5 正六面体投影电极静电支承力 53

3.1基本工作原理、要求及分类 60

3.1.1基本工作原理 60

3静电支承系统分析与设计 60

3.1.2技术指标 63

3.1.3系统分类 64

3.2无源静电支承系统 66

3.3恒流控制静电支承系统 69

3.4直流电压控制静电支承系统 78

3.5可变预载静电支承系统 80

3.6数字式静电支承系统 83

3.6.1转子位移测量电路 84

3.6.2调制式高压直流放大器 86

3.7静电支承系统控制器设计 93

3.7.1 PID控制器设计 93

3.7.2反馈线性化 96

3.7.3变结构、变预载控制 100

4磁场加转、阻尼定中及恒速系统 104

4.1电磁力矩基本公式 104

4.2运动方程与“零”次近似解 106

4.3直流磁场阻尼定中特性 107

4.4脉动磁场的电磁力矩 109

4.5外磁场干扰力矩与磁屏蔽 111

4.6旋转磁场的施矩特性 113

4.7加转－恒速控制电路 115

4.8磁场恒速系统分析与调整 117

5质量不平衡静电陀螺的运动 121

5.1运动微分方程 121

5.2“快”变量近似解 124

5.2.2静电支承力稳态解 125

5.2.1质量不平衡量表达式 125

5.2.3转子中心运动轨迹 126

5.3“慢”变量近似解 128

5.3.1小章动角运动 129

5.3.2陀螺摆运动 130

5.4静电场恒速系统 131

6静电力矩与漂移误差模型 136

6.1转子非球形描述 136

6.2静电力矩表达式 138

6.2.1电压驱动静电力矩 138

6.2.2电流驱动静电力矩 143

6.3静电力矩与漂移角速度计算方法 145

6.4.1一次静电力矩 148

6.4一次静电力矩与漂移角速度 148

6.4.2漂移角速度 153

6.5转子失中度二次静电力矩与漂移角速度 156

6.6电极碗装配误差二次静电力矩与漂移角速度 160

6.7静电陀螺仪漂移误差模型 168

7壳体翻滚自动补偿技术 173

7.1壳体翻滚方式 173

7.2壳体翻滚运动分析 177

7.3壳体翻滚对磁场干扰力矩的调制平均作用 181

7.4壳体翻滚对一次静电力矩的调制平均作用 185

7.5壳体翻滚对二次静电力矩的调制平均作用 188

7.6壳体翻滚条件下的漂移误差模型 190

8.1前言 196

8静电陀螺仪的热分析与计算 196

8.2静电陀螺热传导模型 197

8.2.1热传导微分方程 197

8.2.2边界条件 198

8.2.3初始条件 199

8.3转子温度的简化分析 199

8.4球形转子冷却过程与温升 201

8.5转子温度的时域响应 206

8.6壳体内温度分布不均匀的影响 208

8.7结论及热设计原则 211

8.7.1结论 211

8.7.2热设计原则 212

9.1双轴伺服法测试原理与分类 214

9静电陀螺漂移误差模型辨识 214

9.2完整的漂移误差数学模型 216

9.3双轴伺服转台运动轨迹 217

9.3.1极轴陀螺试验 218

9.3.2赤道陀螺试验 220

9.4双轴伺服试验可辨识的漂移误差模型 222

9.4.1极轴陀螺试验的漂移误差模型 222

9.4.2赤道陀螺试验的漂移误差模型 224

9.5漂移误差模型系数估计算法 226

9.5.1最小二乘估计 227

9.5.2广义卡尔曼滤波算法 229

9.6测试和仿真结果 232

9.6.1极轴陀螺测试结果 232

9.6.2赤道陀螺试验仿真结果 234

参考文献 238