角加速度计发展综述

介绍了国内外各种角加速度计的结构及工作原理,阐述了角加速度计在国内外的研究现状,通过分析角加速度计的发展趋势,结合现有角加速度计的特点及不足,文中还提出了一种新型的微流体惯性质量角加速度计。微流体角加速度计只敏感输入轴上的角加速度,对外界输入的线加速度或振动能够较好地隔离。     

捷联陀螺角加速度误差系数在三轴转台上的实验标定

本文提出了在三轴转台上用双轴和三轴速率输入法来标定捷联陀螺的角加速度误差系数。该方法充分利用了三轴转台的速率功能来激励陀螺的角加速度误差项，从而标定出相应的角加速度误差系数，为解决在缺乏角振动台的实验条件下陀螺的动态误差模型标定问题提供了一条有效途径。     

基于角加速度滤波的柔性杆臂补偿方法

针对基于柔性杆臂传递对准方案中的杆臂加速度构建时,角加速度提取噪声大的问题,提出利用跟踪微分器求取角加速度信号,以补偿杆臂挠曲一体化模型中的杆臂加速度误差。通过将子惯导角速率及其跟踪的微分结果作为模型分量,进而推导建立了考虑柔性杆臂的传递对准模型。仿真表明基于角加速度滤波的方法可以获得平滑的角加速度信息,基于柔性杆臂补偿的传递对准模型,可以实现三轴安装误差估计精度平均提高22.3%,姿态失准角估计精度平均提高4.6%,所提出的方法具有一定的工程适用性。     

重力梯度测量中光栅角编码器安装误差的影响及分析

旋转加速度计式重力梯度仪中的台体旋转误差会影响梯度测量精度。若以光栅角编码器作为旋转控制的角度测量元件,其安装误差会产生相应的旋转控制误差。为此,需要对光栅角编码器安装误差的产生机理进行分析,了解其对旋转加速度计式重力梯度仪测量精度的影响程度。利用光学技术方法测量光栅角编码器安装误差所引起的角速度和角加速度的变化,最后通过角位置补偿修正光栅角编码器安装误差以减小运动不平稳性对重力梯度测量的影响。实验表明该方法对光栅角编码器进行补偿可以有效减小码盘安装误差对旋转控制的影响。     

基于鲁棒滤波的捷联导引头视线角速度估计方法

针对捷联导引头无法直接获取视线角速度等信息的问题,研究了鲁棒滤波在大气层外飞行器捷联导引头视线角速度估计中的应用。为了建立非线性滤波估计模型,考虑目标视线角速度的慢变特性,采用一阶马尔科夫模型建立了状态方程;推导了视线角速度的解耦模型,并建立了量测方程;考虑到实际应用中存在系统噪声统计特性失准的问题,基于Huber-Based鲁棒滤波方法,设计了视线角速度滤波器,并完成了基于Huber-Based滤波方法和扩展卡尔曼滤波方法的数学仿真。仿真结果表明Huber-Based滤波方法的视线角、视线角速度及视线角加速度估计精度分别达到0.1140'、0.1423'/s、0.0203'/s2,而扩展卡尔曼滤波方法的视线角、视线角速度及视线角加速度估计精度仅分别为0.6577'、0.6415'/s、0.0979'/s~2。仿真结果证明了该方法可以有效地估计出相对视线角速度等信息,并且在非高斯噪声的条件下,依然可获得较高的估计精度,具有一定的鲁棒性。     

加速旋转变厚度锥壳和圆盘中的应力

通过求解球坐系中的弹性力学平衡方程，得到线性变厚度锥壳和圆盘在角加速旋转中位移和应力的封闭形式解，从而发现锥壳式圆盘中的剪应力只与几何尺寸、材料密度和角加速度有关，而与材料的弹性常数无关，文末的数字结果表明，变厚度圆盘的变形和应力与等厚度圆盘相比有较大的不同。     

落体法测刚体转动惯量的测量方法比较

用JIJG—I刚体转动惯量实验仪的同组数据,分别用测角加速度法和测时间法计算待测圆盘的转动惯量,结果表明,测角加速度法比测时间法的测量精度可提高1到2个数量级,具有明显优点;同时分析了测时间法产生误差的主要原因,也指出了使用测角加速度法的注意事项．     

动态环境下光纤陀螺误差辨识与补偿技术

为了提高光纤陀螺在高动态环境下的测量精度,需要精确地辨识角加速度信息以便有效地补偿。针对直接对陀螺的角速度信息微分处理后得到角加速度的方法误差较大的问题,提出了将微分后的角加速度信息分为线性和非线性两个部分,其中线性部分采用Savitzky-golay最小二乘拟合,而非线性部分则采用RBF神经网络技术进行拟合。上述处理方法能更真实地反映实际物理过程,具有较强的自适应性和较好的拟合效果。通过试验验证,证明了该方法的有效性和准确性,提高了角加速度辨识精度,比直接微分的方法测量精度提高二个数量级,有效地补偿了陀螺仪在高动态环境下的测量精度。     

可重复使用运载器大姿态机动自抗扰控制

针对可重复使用运载器大俯仰角或偏航角转弯机动而产生的姿态角奇异的控制问题,提出了基于四元数的自抗扰控制方法。通过两级跟踪微分器从期望四元数中逐步得到三通道解耦的角加速度信号,然后利用扩张状态观测器观测模型中的不确定项,最终采用动态逆得到解耦的三通道发动机等效摆角或RCS(Reaction Control System)等控制信号,并设计了数字滤波器对弹性振动与液体晃动信号进行滤波处理。考虑到系统模型具有非线性、不确定性、11阶弹性振动、一阶液体晃动、风干扰和气动偏差等多种外部扰动条件,对可重复使用运载器从主动段到再入飞行段进行了非线性六自由度仿真分析。仿真结果表明,基于四元数的自抗扰姿态控制器具有快速、平稳、超调量小、抗干扰能力强、无系统抖振且控制参数较少的特点。     

变速旋转部件的弹塑性和安定分析

本文研究了变速旋转部件(空心长轴、等厚度和变厚度圆盘)的弹塑性和安定分析,得到了在弹性极限、塑性极限和安定情况下角速度和角加速度之间的关系曲线,并讨论了屈服极限和圆盘厚度对这些曲线的影响。     

落体法测刚体转动惯量的误差分析

为了分析刚体转动惯量实验测定中摩擦力矩变化对测量结果的影响,本文对采用落体法测角加速度方法进行了实测检验。结果表明,摩擦力矩随载物系统转速增大而显著增加,系统空载测量时,减速过程角加速度对应平均转速远大于加速过程平均转速,如果不进行修正,则导致计算结果偏低。而相同质量砝码拉动系统负载测量时,加速过程和减速过程对应平均转速相对接近,测量值主要受测量随机误差影响。上述结果有利于进一步开展转轴摩擦力矩随转速变化系统性的研究。     

THE ERROR ANALYSIS IN MEASUREMENT OF RIGID BODY INERTIA BY THE FALLING BODY METHOD1)

为了分析刚体转动惯量实验测定中摩擦力矩变化对测量结果的影响,本文对采用落体法测角加速度方法进行了实测检验。结果表明,摩擦力矩随载物系统转速增大而显著增加,系统空载测量时,减速过程角加速度对应平均转速远大于加速过程平均转速,如果不进行修正,则导致计算结果偏低。而相同质量砝码拉动系统负载测量时,加速过程和减速过程对应平均转速相对接近,测量值主要受测量随机误差影响。上述结果有利于进一步开展转轴摩擦力矩随转速变化系统性的研究。     

最佳边坡形状的力学分析及应用研究

 基于弹性力学和热力学的基本理论，分析了最佳边坡形状和合 理边坡角的计算方法, 并得出最佳边坡形状方程. 实例应用表明，计 算结果与边坡实际基本一致，说明该方法确定边坡的最佳形状和合理 边坡角是可行的、有效的，该方法适用于边坡设计和边坡稳定性研究.     

大型球轴承摩擦力矩试验台的研制及其实用性能的试验研究

为了研究大型轴承的摩擦性能，研制了一种可以测量外径２００～１５００ｍｍ球轴承的启动力矩、运转平均力矩、最大力矩和力矩变化幅值的大型轴承摩擦力矩试验台．这种试验台可以模拟轴承的启动角加速度、转动速度、预负荷和轴向工作负荷等．在此试验台上，对大型角接触球轴承成对预紧时的摩擦力矩与预紧量之间的关系进行了试验研究，并且根据试验结果，提出了一种适用于轴承外径２００～５００ｍｍ，转动速度低于３０ｒ／ｍｉｎ时计算摩擦力矩的经验公式．     

<小问题>

《小问题》栏欢迎来稿出题（请自拟题目或注明题目来源），题目及解答请寄清华大学工程力学系《小问题》组，采用后将致簿酬．327图示机构中，OA杆以角速度。作匀角速转动，欲求国示瞬时AB杆上中点M的速度、加速度，如下的分析、计算中犯有一个不能允许的概念性错误，能把它改正过来吗？解用瞬心法解（1）分析速度由于DA和t）B的方向平行，AB杆的速度瞬心在无穷远处，故AB杆作瞬时平动，乃有v＝＝。＝＝UM＝，方向如图所示，AB＝o（2）分析加速度留中aA＝aZ＝，。’，Q为AB杆的加速度解心，则AB杆的角加速度EAB、M点的法向加速度…     

刚体绕定点运动中的角速度与角加速度

<正> 在刚体绕定点的运动中,确定刚体的瞬时角速度向量与瞬时角加速度向量对运动学分析及动力学分析都有重要意义.本文着重讨论在已知刚体的运动方程(通常用欧拉角作为时间的函数表示)情况下,角速度     

计算复合运动中刚体的角加速度和点加速度的矢量法

具有几个定轴转动刚体的复合运动,利用惯例的确定其时间矢量导数的方法计算刚体的角加速度和动点的加速度是极其困难的,为此,本文利用组合理论的矢量法进行简化计算,这个方法的优点是既易于列表解答又能保留其物理概念。     

单侧变截面辊弯成型装备动力学建模与分析

机械系统的动力学建模与分析对深入研究和改善系统性能具有理论指导意义。针对四自由度单侧变截面辊弯成型装备,建立了该系统基于拉格朗日方程的动力学模型。通过求解系统微分方程组得到了驱动电机角加速度以及角速度的表达式。计算出在确定载荷下,该系统驱动电机的角加速度以及角速度的变化曲线,为伺服电机的控制以及系统的结构优化奠定了基础。     

单侧变截面辊弯成型装备动力学建模与分析

机械系统的动力学建模与分析对深入研究和改善系统性能具有理论指导意义。针对四自由度单侧变截面辊弯成型装备,建立了该系统基于拉格朗日方程的动力学模型。通过求解系统微分方程组得到了驱动电机角加速度以及角速度的表达式。计算出在确定载荷下,该系统驱动电机的角加速度以及角速度的变化曲线,为伺服电机的控制以及系统的结构优化奠定了基础。     

矩形高层建筑风致脉动扭矩时程模拟

提出了一种矩形高层建筑脉动扭矩时程模拟方法,利用广义牛顿第二定律将建筑层间转动惯量和扭转角加速度谱转化成层间扭矩功率谱,结合扭矩竖向相干函数,推导出了扭矩互谱密度函数;采用谐波合成法模拟出沿楼层高度分布的脉动扭矩时程。在时域内对高层建筑扭转向进行了风振分析,结果表明,建筑顶部扭转角加速度略大于UND(美国圣母大学)空气动力数据库结果,平均偏差约为11%,两者在统计意义上基本一致。