关于刚体角速度定义的一个注解

给出了一种角速度定义方法. 这种方法基于固连坐标系基矢量和单位矢量的导数给出，但避免使用角速度矩阵概念. 另外从刚体上速度分布的角度，用速度场旋度的方法解释角速度. 可以帮助学生从另外一个角度来理解角速度概念.     

基于角速度频域重构的旋转矢量解算

传统的旋转矢量解算对角速度一般采用多项式重构,而实际中在高动态环境下用多项式重构角速度的精度不高.从信号重构理论出发,研究了在对角速度信号进行频域连续重构的基础上进行旋转矢量解算,并对其在捷联惯性导航系统姿态矩阵实时求解中的应用进行了仿真.仿真结果表明,在高动态环境下新算法比传统算法更能有效地抑制不可交换误差,对于提高捷联惯性导航系统精度具有重要的意义.     

刚性直杆倾倒过程的动态分析

考察了刚性直杆由静止开始倾倒到接触地面前这一短暂时间内的力学行为.建立了刚性直杆定轴转动和平面运动的动力学方程.应用Mathematica软件揭示了系统在倾倒过程中的角位移、角速度、角加速度、质心加速度以及摩擦力等随时间变化的规律.     

抑制动态环境误差的算法研究

本文用最简单的方法推导了旋转矢量微分方程以及旋转矢量和角速度间的重要关系式。本文还推导了旋转矢量递推算法表达式，与目前已有的两种表达式相比较，本文的表达式要更为完整和精确。     

一种引出一般运动刚体角速度概念的新方法

在刚体一般运动的教学中，角速度是学生接受起来比较困难的一个概念，通过矢量运算引入这一概念，为角速度的教学提供了一种新的简单方法.     

关于角速度矢量的定义

关于角速度矢量的定义胡辉（邵阳工业专科学校，邵阳４２２００４）１．角速度矢量的定义角速度矢量是刚体运动分析中的重要概念．如图１所示，设刚体有固定点Ｏ，取固定在空间的直角坐标系ｏｘｙｚ，相应方向的单位矢量为ｉ＿１、ｉ＿２、ｉ＿３取结体直角坐标系ｏｘ＇ｙ...     

无陀螺捷联惯导系统静基座粗对准实用方法

基于一种六加速度计配置方案,给出了载体加速度和角速度的解算公式,并分析了无陀螺捷联惯导系统粗对准原理.在静基座下,针对系统初始对准前得不到载体角速度初始值而导致地球自转角速度在载体坐标系上的分量无法获得的情况,提出了一种可行的、具有实用价值的非完全自主式粗对准方案.依靠外部航向设备得到初始方位姿态,通过加速度计敏感的重力矢量输出获得初始水平姿态,进而解算出载体初始捷联矩阵.误差分析表明,方位粗对准精度不超过2,水平粗调精度在0.3以内.     

捷联寻北系统中的矢量分析方法

捷联寻北系统的基本工作原理基于以下矢量的相互关系：速率陀螺敏感轴方向矢量、加 速度计敏感轴方向矢量、多位置转动轴方向矢量、寻北方向基准（瞄线）矢量、地球自转角速度 矢量和重力场矢量。文献中［１］的多位置寻北方案建立在如下假设之上：陀螺敏感轴方向、加速 度计敏感轴方向与寻北方向基准（瞄线）矢量一致并和多位置转动轴方向矢量正交，同时要求 解析调平时台面倾斜小于１０。本文用矢量分析的方法对捷联寻北系统中各种矢量更加一般性 的相互关系作了统一描述，并在新的数学框架下对寻北精度进行了分析，在台面倾斜角大于 １０的情况下给出了寻北修正公式。     

石英音叉陀螺信号解调原理和角速度提取算法

介绍了石英音叉陀螺输出信号的成分,通过将其误差信号分解为一组相互正交的信号,建立了输出信号的模型.提出了一种利用基于锁相环(PLL)的正交矢量型锁定放大器解调石英音叉陀螺信号的方案,该方案利用锁相环作为锁定放大器的参考通道,它能消除驱动信号漂移的影响,并为正交矢量型锁定放大器提供一组互相正交的参考信号.正交矢量型锁定放大器提供被测信号的矢量信息,它输出的同相分量和正交分量通过旋转校正算法消除误差信号,从而提取出角速度信号.     

傅科摆摆平面转动的平行移动解释

傅科摆摆平面的转动可以通过牛顿力学或矢量的平行移动解释,但后者要求深入理解微分几何,对力学读者不够友好。本文从几何直观出发,解释曲面上矢量平行移动的数学定义,建立起平行移动与纯滚动的关联。再用动量定理证明摆锤整摆动周期时刻的速度矢量沿球面上的纬线圆平行移动。最后通过图像解释、数学计算两种方法,求解摆平面的转动角速度。读者只需了解矢量运算和动量定理,即可深入理解傅科摆,建立力学和几何的关联。     

陆基导弹的无陀螺捷联惯导系统粗对准

基于一种九加速度计配置方案,给出了开平方法解算载体角速度的解算过程,并分析了无陀螺捷联惯导系统粗对准原理。由于开平方法解算角速度存在符号判断问题,所以在静基座下,系统初始对准时得不到载体角速度而导致地球自转角速度在载体坐标系上的分量无法获得。针对陆基发射导弹的无陀螺捷联惯导系统问题,提出了一种根据陆基发射导弹的初始纬度和航向角来判断载体角速度符号的方法,把此方法与开平方法解算公式结合起来可得出载体角速度矢量,进而完成陆基发射导弹无陀螺捷联惯导系统的自主式粗对准。     

一种微型矢量水听器姿态测量系统

矢量水听器姿态校正的通常做法是将姿态测量系统捷联安装在声纳平台上,这种方案无法准确测量矢量水听器的姿态变化。针对这个问题,设计了一种微型姿态测量系统,并将其捷联封装在矢量水听器内部。系统采用MEMS陀螺测量角速度,用毕卡迭代算法解四元数姿态更新方程。用MEMS加速度计和磁力计分别测量重力方向和磁北方向,再使用扩展卡尔曼滤波对解算姿态角进行实时校正。经测试,该系统横滚角和俯仰角的静态误差小于0.2°,航向角的静态误差小于0.8°。摇摆实验中,横滚角和俯仰角的动态相对误差小于2.9%,航向角的动态相对误差小于3.6%。海上试验结果证明该姿态测量系统应用于矢量水听器可明显提高目标方位估计的精度。     

基于速度梯度张量特征值的陷窝内旋涡分析

作为一种新型的涡流发生器,陷窝具有流动阻力小、综合传热性能高的特点,是现代高性能涡轮叶片内部冷却新技术.旋涡的定量分析是陷窝强化传热优化设计的重要依据.针对在不同陷窝模型下的旋涡结构、分离方式和背景压力变化引起的旋涡强度无法定量分析的问题,本文提出采用涡核速度和涡核速度梯度张量特征值来定量分析旋涡的方法.通过采用涡核处局部坐标系表示的速度矢量和速度梯度张量,得到了涡核的轴向速度、径向速度、旋转角速度、轴向加速度和径向加速度,并在此基础上简化出了用最大轴向速度、最大轴向加速度和最大旋转角速度综合表示的旋涡强度的定量分析方法.用该方法分析了不同深宽比陷窝诱导的旋涡结构,随着深宽比的增大,最大轴向速度、最大轴向加速度和最大旋转角速度均呈现明显的增大趋势,旋涡强度增大.研究表明此方法具有数据处理简单、通用性强、不受分离方式限制、不受背景压力影响的特点,且提取到的数据具有明确的物理意义,适用于各类旋涡定量分析.     

关于科氏加速度与科氏力理论力学札记之十一

理论力学的运动学部分有加速度合成定理：点的绝对加速度等于相对加速度、牵连加速度与科氏加速度的矢量和。在相对运动动力学部 分有牵连惯性力和科氏惯性力。一般都说,科氏加速度和科氏力由科里奥利(Coriolis GG, 1792—1843)于1835年首先提出。本文简述科氏力的历史与发展。     

考虑大气扰动的飞行力学方程

为研究风对飞行性能的影响,需给出有风情况下飞行力学方程的一般形式。本文从相对运动和绝对运动的区别着手,导出了有风飞行力学方程的一般形式。令G,V_a,V_g,W,A,T,M,ω_a,ω_g,Ω分别为飞行器矢量形式的重量、空速、地速、风速、空气动力、推力、空气动力力矩、相对空气转动角速度,相对地球转动角速度及空气的转动角速度;体坐     

“感而遂通”参与式教学法1)——在结构力学课程中的探索与实践

在国家双一流战略对人才培养的明确目标下,结构力学课程应以实现力学概念的工程价值作为课程教改的终极目的. 本文以“感而遂通”为主题,改变课堂教学结论性概念陈述的枯燥乏味模式,在课堂教学形象化和多维化的基础上,通过自助参与式的实践行为,感知力学知识的本源,让力学知识生动活泼起来,完成力学知识的吸收、理解和思考. 以学生的长远发展能力为教学目标,激发学生主动学习的能力,培养创新思维能力.     

等效旋转矢量系数优化的参数解析法

基于等效旋转矢量的姿态算法是减小捷联姿态计算中不可交换性误差的有效方法.针对Miller的多子样优化方法过程复杂且仅适用于优化圆锥运动的局限,提出了通过角速度矢量的高一阶近似模型并利用其各阶导数间的解析关系,实现系数优化的新方法--参数解析法.以Miller的三子样基本算法为例阐述了参数解析法的优化思路并详细推导了其优化过程,在经典圆锥运动环境下得到了与Miller法相同的优化结果.最后在规则进动和广义圆锥运动环境下对该方法的适用性进一步进行验证.该方法简单直观,无需求解误差四元数的解析式,适用范围广,为等效旋转矢量的系数优化提供了一种新思路.     

基于旋转矢量误差模型的舰载机大失准角传递对准技术（英文）

为实现舰载机大方位失准角条件下的快速传递对准,提出采用旋转矢量误差模型。分别推导了速度匹配和速度加角速度匹配的量测模型。为解决非线性滤波器的稳定性和快速性,提出采用平方根无迹卡尔曼滤波SRUKF来估计失准角。仿真结果表明,旋转矢量误差模型相对于非线性的欧拉角误差模型有更高的估计精度。在海况引起的摇摆运动下,运用速度加角速度匹配方法可以在50 s内完成对准,此时水平精度达到20?以内,航向精度达到1?以内。由此表明所提出的算法可以满足舰载机传递对准快速性和精确性的要求。     

力学专业多元化发展的改革探索1)

在论证全学分制下对力学专业进行改革的必要性和可行性的基础上,提出了力学专业改革的思路。全学分制下力学专业的改革旨在将学生自主学习的边界打开,最大限度地实现力学专业与其他工科专业的深度融合,使得力学专业在充分享受全学分制提供的优越性下,又形成了适合本专业持续发展的多元化特色。     

哥廷根学派的发展历程

哥廷根学派于19 世纪初发源于德国的哥廷根大学。德国著名数学家和流体力学家高斯开创了哥廷根数学学派时代,他把现代数学提高到一个新的水平。到19 世纪末,哥廷根大学出了一位知名的数学家菲利克斯·克莱因,他除了在纯粹数学上的成就外,还大力提倡应用数学,成为哥廷根数学学派和哥廷根应用力学学派的领袖。年仅29岁的世界流体力学大师普朗特因发表了著名的边界层理论而成为哥廷根应用力学学派的创始人和推动者。普朗特杰出的学生美籍科学家冯·卡门把应用力学从德国带到美国,这是哥廷根学派的传承和发扬光大。以陆士嘉、钱学森、郭永怀、钱伟长和周培源为代表的中国科学家先后在普朗特和冯·卡门实验室学习和工作,他们回国后在空气动力学、流体力学等应用力学领域取得了举世的成就,为中国的力学发展奠定了坚实基础,为中国航空航天技术事业的发展做出了卓越贡献。哥廷根学派最重要的科研思想是：一切从实际出发,通过观察分析物理现象,总结和提炼规律形成理论继而达到解决实际问题的目的,这种认识和探索自然规律的核心是,理论与实际紧密结合,科学与技术的紧密结合。