军事自动化应用案例-陀螺仪..docx

应用案例-陀螺仪如果你对现代战争有一点了解,就一定对制导武器尤其是制导导弹有深刻的印象。而制导技术中的一个关键设备就是陀螺仪,陀螺仪是在动态中保持相对跟踪状态的装置,由于其原理的复杂性,我们借助于图来看看陀螺仪的原理。图1陀螺仪的工作原理我们不用一个完整的轮框,我们用四个质点ABCD来表示边上的区域,这个边对于用图来解释陀螺仪的工作原理是很重要的。轴的底部被托住静止但是能够各个方向旋转。当一个倾斜力作用在顶部的轴上的时候,质点A向上运动,质点C则向下运动,如其中的子图1。因为陀螺仪是顺时针旋转,在旋转90度角之后,质点A将会到达质点B的位置。CD两个质点的情况也是一样的。子图2中质点A当处于如图的90度位置的时候会继续向上运动,质点C也继续向下。AC质点的组合将导致轴在子图2所示的运动平面内运动。一个陀螺仪的轴在一个合适的角度上旋转,在这种情况下,如果陀螺仪逆时针旋转,轴将会在运动平面上向左运动。如果在顺时针的情况中,倾斜力是一个推力而不是拉力的话,运动将会向左发生。在子图3中,当陀螺仪旋转了另一个90度的时候,质点C在质点A受力之前的位置。C质点的向下运动现在受到了倾斜力的阻碍并且轴不能在倾斜力平面上运动。倾斜力推轴的力量越大,当边缘旋转大约180度时,另一侧的边缘推动轴向回运动。图2万向节陀螺仪实际上,轴在这个情况下将会在倾斜力的平面上旋转。轴之所以会旋转是因为质点AC在向上和向下运动的一些能量用尽导致轴在运动平面内运动。当质点AC最后旋转到大致上相反的位置上时,倾斜力比向上和向下的阻碍运动的力要大。陀螺仪运动的特性是它拐弯的时候能够保持单轨设备的直上直下。比如说,有必要的话,消防汽缸压在一个很重的陀螺仪的轴上,就能保持其稳定。陀螺仪和万向节结合起来组成的万向节陀螺仪则是实际中最经常应用的。图3是一种航模上的陀