陀螺儀原理慣性導(dǎo)航課件

陀螺儀原理慣性導(dǎo)航陀螺儀原理慣性導(dǎo)航陀螺儀原理慣性導(dǎo)航第二章陀螺儀原理21三自由度陀螺及基本特性◆-22陀螺力矩23坐標(biāo)系關(guān)系2.4二自由度陀螺及其應(yīng)用電子信息工程學(xué)院復(fù)合運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng):動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于定參考系的運(yùn)動(dòng)。相對(duì)運(yùn)動(dòng):動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)參考系的運(yùn)動(dòng)。牽連運(yùn)動(dòng):動(dòng)參考系相對(duì)于定參考系的運(yùn)動(dòng)。例:人在運(yùn)動(dòng)的車廂內(nèi)行走。復(fù)合運(yùn)動(dòng):可以是有由兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)組成,也可以由兩個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)組成,還可以由一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)組成。電子信息工程學(xué)院教學(xué)是實(shí)施新課標(biāo)的主渠道。初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)在實(shí)施新課標(biāo)中的地位和作用巳經(jīng)明確，改革初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。當(dāng)前在農(nóng)村小學(xué)課堂教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容的研究上已經(jīng)取得了一定的成果。隨著時(shí)代的發(fā)展，隨著基礎(chǔ)教育課程改革的進(jìn)行，有必要深人到數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)部，從教師和學(xué)生的角度來(lái)研究當(dāng)今初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的問題。面對(duì)新的時(shí)代、新的學(xué)生、未來(lái)的需求，回顧我們農(nóng)村初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，感到確實(shí)存在著一些問題。這些問題嚴(yán)重影響著新課標(biāo)的實(shí)施，成為課程改革的瓶頸。要想很好地實(shí)施新課標(biāo)，必須從課堂教學(xué)入手，正確分析目前農(nóng)村初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中存在的問題并研究解決問題的策略，使初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)更好地適應(yīng)素質(zhì)教育的需要。1.數(shù)學(xué)教師角色需轉(zhuǎn)變課程改革的深入要求教師具有全新的教育觀念，教師應(yīng)樹立以“學(xué)生的發(fā)展為本”的教育觀念。建立完全平等的新型師生關(guān)系。教學(xué)的過(guò)程是師生交往、積極互動(dòng)、共同發(fā)展的過(guò)程。教師的作用特別要體現(xiàn)在引導(dǎo)學(xué)生思考，尋找當(dāng)前問題與已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系，營(yíng)造一個(gè)激勵(lì)探索和理解的氣氛，為學(xué)生提供有啟發(fā)性的討論模式。教師要鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)，并在加深理解的基礎(chǔ)上對(duì)不同的答案展開討論。要引導(dǎo)學(xué)生分享彼此的思想成果，并重新審視自己的想法。教師要善于抓住學(xué)生的想法，不斷引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注問題的重要方面，及時(shí)揭示那些出現(xiàn)在學(xué)生中的新穎的、有意義的交流實(shí)例。這就要求要注意三個(gè)方面的更新，首先，教師思想觀念的更新，認(rèn)識(shí)到課程改革的必要性和重要性。教師要擺脫舊的教育觀念的束縛。更新教育觀念，樹立正確的人才觀，質(zhì)量觀和學(xué)生觀。其次，教師知識(shí)結(jié)構(gòu)的更新，從課程改革來(lái)看，新的高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中，增加了很多新的知識(shí)內(nèi)容。有些內(nèi)容是教師學(xué)過(guò)的，也有內(nèi)容是教師沒有學(xué)過(guò)。為了適應(yīng)教學(xué)，中學(xué)數(shù)學(xué)教師首先應(yīng)通過(guò)自學(xué)，參加繼續(xù)教育學(xué)習(xí)或一些培訓(xùn)班的學(xué)習(xí)，提高自己的專業(yè)理論水平。數(shù)學(xué)文化課的開設(shè)，綜合課程的開設(shè)，要求中學(xué)數(shù)學(xué)教師要了解數(shù)學(xué)史，了解數(shù)學(xué)文化的教育價(jià)值，了解數(shù)學(xué)在其它相關(guān)學(xué)科的應(yīng)用等。也就是說(shuō)數(shù)學(xué)教師不僅精通自己的專業(yè)知識(shí)，還要擴(kuò)大知識(shí)面，對(duì)跨學(xué)科的知識(shí)有所了解。隨著社會(huì)的發(fā)展，我們所面對(duì)的學(xué)生也會(huì)更加復(fù)雜化，這就要求教師必須不斷學(xué)習(xí)心理學(xué)和教育學(xué).2.課堂教學(xué)目標(biāo)不明確教學(xué)目標(biāo)明確是對(duì)教師的最基本要求。每位教師都承認(rèn)自己每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是明確了，然而這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是我們教學(xué)任務(wù)的全部。老師的任務(wù)不僅僅是教給學(xué)生知識(shí)，而應(yīng)該讓學(xué)生明白為什么要學(xué)、要怎樣去學(xué)；不僅僅是讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，更應(yīng)該學(xué)會(huì)做人。這一問題反映在課堂教學(xué)上就是：老師每節(jié)課只是在力求完成教材的任務(wù)，而不是幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。表現(xiàn)為教學(xué)中，教師占據(jù)了課堂的絕大部分時(shí)間，導(dǎo)致教學(xué)中的教師中心化。一節(jié)課中教師的說(shuō)話、活動(dòng)時(shí)間占了課堂的一大半，為板書而板書、為演示而演示的現(xiàn)象也不少見。反映在教師的態(tài)度上就是生硬急躁，為教學(xué)而教學(xué)。上起課來(lái)就忘了自己的行為態(tài)度對(duì)學(xué)生的教育作用。殊不知教師在行為規(guī)范方面對(duì)學(xué)生的影響作用要比所教的文化知識(shí)重要得多。教學(xué)中明顯地反映出是學(xué)生在幫助教師完成教學(xué)任務(wù)，而不是教師在幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。教學(xué)目標(biāo)不明確還表現(xiàn)在課堂教學(xué)中注重認(rèn)知領(lǐng)域的目標(biāo)而輕視情感領(lǐng)域的目標(biāo)。只注重文化知識(shí)的教學(xué)而輕視學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣。學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)等等。這些雖然都是一些表面上的事情且都是小事，但卻反映出我們老師的教育思想不是在實(shí)實(shí)在在地為學(xué)生服務(wù)。3.教師的教學(xué)方法不得當(dāng)隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，農(nóng)村的中學(xué)生普遍進(jìn)城讀書，農(nóng)村的學(xué)生成績(jī)?cè)絹?lái)越差，這就要求教師更要選擇合適的教學(xué)方法。教學(xué)方法的改革是多年來(lái)教學(xué)改革的主要內(nèi)容。在這方面雖然已經(jīng)取得了很大的成績(jī)，但在農(nóng)村小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中仍然是以教材為中心、以教師為中心，而不是以學(xué)生為中心。反映在課堂教學(xué)模式上，是在研究教而不是在研究學(xué)。學(xué)習(xí)需要一種情境，在很大程度上是一種內(nèi)化的過(guò)程。而現(xiàn)在的課堂教學(xué)明顯突出它的外化作用。本來(lái)學(xué)生的思維和語(yǔ)言有時(shí)是不完全同步的，想得很好不一定能說(shuō)得很好，會(huì)算不等于會(huì)說(shuō)。但本來(lái)要求學(xué)生在明白算理的基礎(chǔ)上能計(jì)算就可以了，可教師非要把更多的時(shí)間和精力都放在說(shuō)上。本來(lái)學(xué)生學(xué)會(huì)分析解答應(yīng)用題就可以了，可放著時(shí)間不讓學(xué)生去解決實(shí)際問題，非得盯著幾道抽象得很的應(yīng)用題去練習(xí)說(shuō)理。當(dāng)然，訓(xùn)練學(xué)生的說(shuō)理能力的初衷是好的，但因此而影響了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)卻是得不償失的。特別是因此而大大地打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，扼殺了他們的創(chuàng)造意識(shí)，這就更不應(yīng)該了。教學(xué)方法不當(dāng)反映在教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)上，就是完全由教師安排教學(xué)程序，教師為學(xué)生的學(xué)習(xí)做好一切準(zhǔn)備，無(wú)須學(xué)生更多的思考。學(xué)生始終處于一種茫然被動(dòng)的狀態(tài)，只為教師的教學(xué)做一些力所能及的體力勞動(dòng)，根本無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。一、建立民主、平等、和諧的師生關(guān)系，搭建師生互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)民主、平等、和諧的師生關(guān)系已成為一種現(xiàn)代教育新理念，在教育過(guò)程中師生之間需要相互信任、相互協(xié)商、相互合作。師生之間雖然角色不同，但是在人格上是平等的。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)少一些師道尊嚴(yán)，多一些民主平等；少一些規(guī)定指令，多一些協(xié)商討論；少一些橫眉冷對(duì)，多一些和顏悅色。要將學(xué)生看做是生動(dòng)活潑、朝氣蓬勃、人格平等的個(gè)體，真正賦予其應(yīng)有的主體地位，只有這樣才能使學(xué)生擺脫心理束縛，使其無(wú)憂無(wú)慮地自由遨游在知識(shí)的海洋里，充分展示青年學(xué)生思維靈活、想象力豐富的優(yōu)勢(shì)，挖掘其無(wú)盡的思維潛能。同時(shí)，民主、平等、和諧的師生關(guān)系的建立，還能使學(xué)生情緒輕松愉快，造就良好的學(xué)習(xí)心境，是培養(yǎng)學(xué)生積極向上的人生態(tài)度和集體主義、愛國(guó)主義道德情感必不可少的條件。二、培養(yǎng)真摯情感，用愛架起師生心靈溝通的橋梁思想政治教學(xué)的宗旨，決定了它既是一種理性教學(xué)又是一種情感教學(xué)；教學(xué)過(guò)程既是知識(shí)的傳授和道德完善過(guò)程，又是情感表達(dá)和培養(yǎng)的過(guò)程，這就要求教師把美好、高尚、純潔、健康的情感，創(chuàng)造性地通過(guò)教學(xué)表達(dá)出來(lái)，以引起學(xué)生的共鳴，使學(xué)生的情感更美好、更純真、更健康，信念更充實(shí)、更堅(jiān)定、更崇高。培養(yǎng)真摯情感，要求教師對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)充滿熱情。思想政治課教學(xué)要以正面教育、典型引導(dǎo)為途徑，引導(dǎo)學(xué)生在情感交流中領(lǐng)會(huì)思想政治教育的意義。教師要注重學(xué)生需求，關(guān)心學(xué)生的健康成長(zhǎng)，對(duì)學(xué)生的發(fā)展充滿熱切的期望和關(guān)懷，充分尊重學(xué)生的人格尊重并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴望，善于發(fā)現(xiàn)他們身上的閃光點(diǎn)，抓住教育契機(jī)，及時(shí)指導(dǎo)，讓課堂始終洋溢濃厚的情感氛圍。當(dāng)學(xué)生感受到教師對(duì)自己的拳拳之心時(shí)，就會(huì)對(duì)政治課情有獨(dú)鐘。因此，教師對(duì)事業(yè)充滿激情和自信，對(duì)學(xué)生充滿熱情與愛心，是使思想政治課魅力四射、增強(qiáng)教學(xué)實(shí)效的基本前提。三、巧設(shè)語(yǔ)言情境，增強(qiáng)思想政治教學(xué)的感染力創(chuàng)設(shè)語(yǔ)言情境，要求教師錘煉語(yǔ)言藝術(shù)。語(yǔ)言要清晰流暢，博得學(xué)生的好感，撥動(dòng)學(xué)生心弦，使其全神貫注。語(yǔ)調(diào)要高低起伏，抑揚(yáng)頓挫。講到快樂的地方，就自然流露出微笑；講到憤怒的地方，情緒就很激昂；講到悲傷的地方，聲音變得低沉。這種語(yǔ)調(diào)高低的交替伴隨感情的起伏，形成強(qiáng)烈的感情共鳴。同時(shí)還要做到，用詞淺顯易懂，自然樸素，生動(dòng)傳神，寓意深遠(yuǎn)，巧用比喻、夸張、擬人、排比、反語(yǔ)等修辭手法，用生動(dòng)的口語(yǔ)，將抽象的道理解釋的具體、形象、深刻，使學(xué)生繞梁三月，回味無(wú)窮。創(chuàng)設(shè)語(yǔ)言情境，要求教師在運(yùn)用有聲語(yǔ)言的同時(shí)，充分重視手勢(shì)、表情、動(dòng)作眼神等體態(tài)語(yǔ)言在教學(xué)中的作用。教師在運(yùn)用體態(tài)語(yǔ)言時(shí)要做到鮮明準(zhǔn)確、生動(dòng)形象、有啟發(fā)性。常言道：“誠(chéng)與中而形于外。”“喜怒形于色。”不同的表情會(huì)給學(xué)生不同的影響。當(dāng)教師“喜笑顏開”時(shí)，學(xué)生會(huì)心情愉快；當(dāng)教師“容光煥發(fā)”時(shí)，學(xué)生精神振奮，心情愉快；當(dāng)教師“冷若冰霜”時(shí)，學(xué)生則“興趣索然”。體態(tài)語(yǔ)言是根據(jù)課堂內(nèi)容產(chǎn)生的，應(yīng)適時(shí)適度，忌過(guò)濫過(guò)多，過(guò)于夸張，否則就顯得不夠自重。教師一舉手，一投足，一顧一盼之間，都要不失穩(wěn)重、高雅的儀態(tài)，舉止要瀟灑大方，神情要親切自然，這需要教師除提高自身修養(yǎng)外，還要進(jìn)行精心的課堂設(shè)計(jì)和訓(xùn)練。四、運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段讓思想政治課展現(xiàn)新風(fēng)采將多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等引進(jìn)思想政治課堂，是教學(xué)手段的一次重大革命，其圖文并茂、視聽合一的效果能刺激學(xué)生的多種感官。教師精心選擇的畫面、音樂、動(dòng)畫等，能夠以充分的新鮮感、動(dòng)蕩的好奇感、強(qiáng)烈的震撼力，在學(xué)生的大腦中留下深刻印跡，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶，有效提高課堂效率。多媒體等將聲音、圖像、動(dòng)畫、文字融為一體，利用其直觀、形象的特點(diǎn)，將教學(xué)內(nèi)容化靜為動(dòng)、化遠(yuǎn)為近、超越時(shí)空界限，活化教學(xué)內(nèi)容，營(yíng)造輕松愉快的課堂氛圍。多媒體能打破時(shí)空限制，濃縮眾多表象，為想象打下基礎(chǔ)，有效地培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。五、走進(jìn)社會(huì)大課堂，拓展思想政治課教學(xué)的新天地思想政治課的性質(zhì)，決定了我們不能只用單純的專業(yè)知識(shí)灌輸，那只能使學(xué)生望“師”興嘆，造成“臺(tái)上昭昭，臺(tái)下昏昏”的局面，無(wú)法引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思想共鳴。理論是灰色的，而生命之樹常青。生活即教育。開放思想政治課堂，走進(jìn)生活，走向社會(huì)，則會(huì)大大拓寬學(xué)生視野，增長(zhǎng)學(xué)生見識(shí)，發(fā)揮思想政治課堂的德育功能，鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注家庭生活，積極參與家務(wù)勞動(dòng)，體驗(yàn)家長(zhǎng)辛勞，增強(qiáng)學(xué)生愛父母、愛家庭的情感。指導(dǎo)學(xué)生開展社會(huì)調(diào)查活動(dòng)，進(jìn)工廠，下農(nóng)田，貼近勞動(dòng)群眾，親臨生產(chǎn)一線，培養(yǎng)學(xué)生參觀當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代化建設(shè)的成就，游覽祖國(guó)秀麗的山川風(fēng)光，激發(fā)學(xué)生熱愛祖國(guó)的思想感情。通過(guò)社會(huì)大課堂，學(xué)生開闊了視野，鍛煉了能力，養(yǎng)成了習(xí)慣，激發(fā)了興趣，培養(yǎng)了感情，提高了覺悟，大大增強(qiáng)了思想政治課堂教學(xué)效果。思想政治課教學(xué)情境多種多樣，豐富多彩。只有努力提高自身的素質(zhì)和教學(xué)藝術(shù)水平，才能有效發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體性，使其思維始終充滿生機(jī)和活力，最終提高思想政治課堂教學(xué)質(zhì)量。第二章陀螺儀原理21三自由度陀螺及基本特性◆-22陀螺力矩23坐標(biāo)系關(guān)系2.4二自由度陀螺及其應(yīng)用電子信息工程學(xué)院復(fù)合運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng):動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于定參考系的運(yùn)動(dòng)。相對(duì)運(yùn)動(dòng):動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)參考系的運(yùn)動(dòng)。牽連運(yùn)動(dòng):動(dòng)參考系相對(duì)于定參考系的運(yùn)動(dòng)。例:人在運(yùn)動(dòng)的車廂內(nèi)行走。復(fù)合運(yùn)動(dòng):可以是有由兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)組成,也可以由兩個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)組成,還可以由一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)組成。電子信息工程學(xué)院例:當(dāng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)由一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)組成。(P6)牽連切線速度使相VI對(duì)速度發(fā)生變化而產(chǎn)生的加速度:a=Va滑塊相對(duì)速度使?fàn)窟B速度直桿發(fā)生變化而產(chǎn)生的加速度X電子信息工程學(xué)院附加加速度(哥氏加速度):ak=a1+a2附加慣性力:F=m=2mV,O哥氏加速度是由于質(zhì)點(diǎn)不僅做圓周運(yùn)動(dòng),而且也做徑向或周向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的。電子信息工程學(xué)院陀螺簡(jiǎn)介陀螺是什么?14陀曙我們小時(shí)候都玩過(guò)它。它是一種園錐形玩具,下端有尖針,繞上細(xì)繩,猛甩出去就能在地上旋轉(zhuǎn)。陀螺定義:繞自身對(duì)稱軸高速旋轉(zhuǎn)的剛體。(剛體一不變形的固體)為什么用鞭子抽打后,先輕微擺動(dòng),后繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)?電子信息工程學(xué)院我們可以用玩具陀螺做一個(gè)實(shí)驗(yàn)以進(jìn)一步驗(yàn)證陀螺的穩(wěn)定性。把高速轉(zhuǎn)動(dòng)的玩具陀螺放在一塊光滑的木板上,當(dāng)木板左右傾斜時(shí),可以發(fā)現(xiàn)陀螺仍然保持原有的姿態(tài)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)它的轉(zhuǎn)軸處于鉛直位置。如果把陀螺拋向空中它的轉(zhuǎn)軸方向也不會(huì)改變±電子信息工程學(xué)院陀螺儀(Gyroscope)陀螺儀:將陀螺安裝在框架裝置上,使陀螺的自轉(zhuǎn)軸有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。通常,把陀螺儀定義為利用動(dòng)量矩(自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生)敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或兩個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)的裝置。敏感角運(yùn)動(dòng)的一種精密傳感器,是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的中最重要、技術(shù)含量最高的儀器,是慣導(dǎo)系統(tǒng)中的核心器件。陀螺儀的精度是慣導(dǎo)系統(tǒng)精度的主要決定因素。電子信息工程學(xué)院隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,許多新型陀螺儀的大量出現(xiàn),它們之中已經(jīng)沒有高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,但是它們?nèi)匀豢梢杂脕?lái)感測(cè)物體相對(duì)慣性空間的角運(yùn)動(dòng),因此人們也把陀螺儀這一名稱擴(kuò)展到?jīng)]有剛體轉(zhuǎn)子而功能與經(jīng)典陀螺儀等同的敏感噩。本節(jié)仍以框架式剛體轉(zhuǎn)子陀螺儀為研究對(duì)象來(lái)闡述陀螺儀的基本特性。電子信息工程學(xué)院外框軸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子三自由度陀螺(二自由度)二自由度陀螺(單自由度)陀螺的應(yīng)用:指示儀表,傳感器,把陀螺本身作為一個(gè)元部件,與其他自動(dòng)控制元部件組成各種陀螺裝置。電子信息工程學(xué)院環(huán)內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)軸轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)子基座基本部件: