静电陀螺仪空心铍转子动态特性分析

摘要

静电陀螺仪的导航精度高，抗干扰能力强，在航天、航海等领域得到了广泛的应用。作为静电陀螺仪的核心部件，空心铍转子悬浮在真空球腔内，可以自由运动。为保障转子的加工精度，常采用四轴球体研磨机加工，这是加工高精度球体的最佳方法之一。　　受加工设备精度和操作人员技术水平的限制，空心铍转子存在偏心距和球度误差。偏心距可以分解为轴向偏心距和径向偏心距，轴向偏心距引起转子的漂移，径向偏心距引起转子的振动和转速的衰减。球度误差会引起转子的漂移和转速的衰减。因此，偏心距和球度误差的值应控制在允许的范围内。　　为了便于分析，采用谐波系数表征球形转子的球度误差。分别建立转子在气浮支承条件下和静电支承条件下的运动平衡方程，并采用 Matlab软件求解，绘制转子运动随时间变化的曲线，分析初始位置、偏心距和谐波系数对转子运动特性的影响。　　分析表明，在气浮支承条件下，转子作衰减运动，转子在粗加工和半精加工阶段，偏心距较大，初始条件对平衡周期影响较小；当偏心距 e≤0.082μm时，初始条件对平衡周期影响越来越大，平衡周期呈现不规则变化。在静电支承条件下，偏心距越大，转子衰减越快。但随着加工精度的提高，偏心距越来越小，当偏心距e≤0.051μm时，对转子衰减运动的影响可以忽略不计。随着谐波系数的增大，转子的静电干扰力矩变大，衰减的速度加快。

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引言

第1章 绪论

1.1 静电陀螺仪的基本组成和特点

1.2 国内外静电陀螺仪及其转子的研究状况

1.3 国内外球形转子支承技术的研究状况

1.4 国内外转子动力学的研究状况

1.5 小结

第2章 基础理论

2.1 坐标系的定义

2.2 转子质心偏移的影响

2.3 转子非球度误差对平衡的影响

2.4 转子静平衡测量原理

2.5 小结

第3章 气浮支承空心铍转子静平衡测量不确定性分析

3.1 气浮支承装置

3.2 空心铍转子运动平衡方程

3.3 运动仿真

3.4 小结

第4章 静电支承空心铍转子运动特性分析

4.1 静电支承装置

4.2 空心铍转子运动平衡方程

4.3 运动仿真

4.4 小结

结论

参考文献

致谢

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