王中宇、許東、韓邦成、趙建輝編著的這本《精密儀器設計原理》對精密儀器設計的基本原理和常用方法進行了系統(tǒng)的論述,主要內容包括精密儀器設計中的一般問題與典型航空航天儀器系統(tǒng)設計的特色問題,反映了當前精密儀器設計的技術水平和相關成果,體現(xiàn)了該學科領域的研究前沿和發(fā)展方向。
全書分為8章,包括精密儀器設計概論、精密儀器的設計思路、精密儀器的誤差分析、精密機械系統(tǒng)設計、精密機械伺服系統(tǒng)設計、精密光學系統(tǒng)設計、精密定位系統(tǒng)設計和航天陀螺系統(tǒng)設計。
《精密儀器設計原理》為北京航空航天大學“精密儀器設計”研究生精品課程建設項目的標志性成果之一,可作為工科高等學校相關課程的教材或教學參考書,還可供相關科研工作者和工程技術人員使用。
王中宇、許東、韓邦成、趙建輝編著的這本《精密儀器設計原理》從理論的角度全面闡述了精密儀器設計中有關各系統(tǒng)的設計理論和方法。本書內容新穎,涉及多門學科前沿知識的綜合運用,符合認識規(guī)律;在精密儀器設計基本原理的基礎上,突出了航空航天儀器設計中的一些特色問題。在“精密儀器設計概論”一章,從儀器科學的內涵及其發(fā)展開始,不僅對精密儀器的基本組成與設計問題進行了常規(guī)介紹,而且對航空航天精密儀器的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢進行了深入論述,突出了航空航天學科的特點以及自身專業(yè)的優(yōu)勢!昂教焱勇菹到y(tǒng)設計”一章,其中姿態(tài)控制是保證衛(wèi)星姿態(tài)控制精度的前提;控制力矩陀螺尤其是磁懸浮控制力矩陀螺則是實現(xiàn)姿態(tài)控制的新型慣性執(zhí)行機構。
第1章 精密儀器設計概論 1.1 儀器科學的內涵及其發(fā)展 1.1.1 儀器科學的內涵 1.1.2 儀器科學的發(fā)展 1.2 航空航天精密儀器 1.2.1 航空航天精密儀器的 第1章 精密儀器設計概論 1.1 儀器科學的內涵及其發(fā)展 1.1.1 儀器科學的內涵 1.1.2 儀器科學的發(fā)展 1.2 航空航天精密儀器 1.2.1 航空航天精密儀器的研究現(xiàn)狀 1.2.2 航空航天精密儀器的發(fā)展趨勢 1.3 精密儀器的基本組成與設計 1.3.1 精密儀器的基本組成 1.3.2 精密儀器設計的主要問題 1.3.3 精密儀器設計的指導思想 1.3.4 精密儀器設計的基本要求 1.3.5 精密儀器設計的任務分析 1.3.6 精密儀器設計的程序步驟 習 題第2章 精密儀器的設計思路 2.1 精密儀器的總體設計 2.1.1 精密儀器的設計原理 2.1.2 精密儀器的設計方法 2.1.3 精密儀器的設計內容 2.1.4 精密儀器的參數(shù)與指標 2.2 精密儀器設計中的主要因素 2.2.1 精密儀器設計中的溫度因素 2.2.2 精密儀器設計中的力學因素 2.2.3 精密儀器設計中的材料因素 2.2.4 精密儀器設計中的其他因素 2.3 精密儀器設計中的基本原則 2.3.1 阿貝原則 2.3.2 測量鏈最短原則 2.3.3 封閉原則 2.3.4 基面統(tǒng)一原則 2.3.5 經濟原則 2.3.6 運動學原則 2.3.7 粗精分離原則 2.3.8 價值系數(shù)最優(yōu)原則 習 題第3章 精密儀器的誤差分析 3.1 誤差分析的基本問題 3.1.1 誤差的概念及其內涵 3.1.2 誤差分析的目的與意義 3.1.3 誤差的分析及其評定 3.2 誤差的來源及其計算 3.2.1 誤差的主要來源 3.2.2 誤差計算的方法 3.2.3 有效數(shù)字及其運算 3.3 誤差合成的常用方法 3.3.1 儀器誤差的分類 3.3.2 同類誤差的合成 3.3.3 綜合誤差的合成 3.4 誤差溯源及其算法 3.4.1 微分法 3.4.2 幾何法 3.4.3 投影法 3.4.4 瞬時臂法 3.5 精度設計與誤差分配 3.5.1 儀器的精度設計 3.5.2 儀器的誤差分配 3.5.3 儀器的精度校驗 習 題第4章 精密機械系統(tǒng)設計 4.1 支承件的結構與設計 4.1.1 支承件的結構特性 4.1.2 支承件的設計要求 4.2 導軌系統(tǒng)的設計 4.2.1 導軌的類型 4.2.2 導軌的設計指標 4.2.3 滑動摩擦導軌設計 4.2.4 滾動摩擦導軌設計 4.2.5 流體摩擦導軌設計 4.2.6 彈性摩擦導軌設計 4.3 主軸系統(tǒng)的設計 4.3.1 主軸系統(tǒng)的要求 4.3.2 圓錐軸系設計 4.3.3 圓柱軸系設計 4.3.4 滾動摩擦軸系設計 4.3.5 流體摩擦軸系設計 4.4 精密工作臺的設計 4.4.1 工作臺的性能要求與組成 4.4.2 導軌形式的選擇 4.4.3 導軌的特性分析 習 題第5章 精密機械伺服系統(tǒng)設計 5.1 機械伺服系統(tǒng)的組成與性能 5.1.1 機械伺服系統(tǒng)的組成及其特征 5.1.2 精密機械伺服系統(tǒng)的設計要求及性能指標 5.1.3 伺服系統(tǒng)設計的一般步驟 5.2 伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件 5.2.1 執(zhí)行元件的分類及其特點 5.2.2 直流伺服電動機 5.2.3 步進電動機 5.2.4 交流伺服電動機 5.3 電力電子變流技術 5.3.1 開關器件特性 5.3.2 變流技術 5.4 伺服系統(tǒng)的設計 5.4.1 開環(huán)伺服系統(tǒng)的設計 5.4.2 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的設計 習 題第6章 精密光學系統(tǒng)設計 6.1 光學儀器的基本組成 6.2 光輻射源及其特征 6.2.1 輻射的基本定律 6.2.2 光譜的選擇性 6.2.3 常見的輻射源 6.2.4 輻射的傳輸 6.3 人眼及其光學系統(tǒng) 6.3.1 人眼的基本結構 6.3.2 人眼的光學特性 6.3.3 人眼的視覺特性 6.4 光學系統(tǒng)的像差及像質評價 6.4.1 光學系統(tǒng)的像質評價 6.4.2 光學系統(tǒng)的像差公差 6.5 光學系統(tǒng)總體設計原則 6.5.1 光孔轉接原則 6.5.2 物像空間不變原則 6.6 照明系統(tǒng)設計 6.6.1 照明方式與設計 6.6.2 照明系統(tǒng)的要求 6.7 典型光學系統(tǒng)設計 6.7.1 望遠系統(tǒng)設計 6.7.2 顯微鏡的設計 6.8 光電傳感系統(tǒng)設計 6.8.1 光電效應及光電傳感器 6.8.2 光電系統(tǒng)設計 6.9 光學系統(tǒng)設計的具體過程和步驟 習 題第7章 精密定位系統(tǒng)設計 7.1 微動器件及系統(tǒng) 7.1.1 壓電、電致伸縮器件 7.1.2 磁致伸縮器件 7.1.3 電熱式微動機構 7.1.4 機械式微動機構 7.2 光柵定位測量系統(tǒng) 7.2.1 莫爾條紋的定位測量 7.2.2 莫爾條紋的讀數(shù)系統(tǒng) 7.2.3 光柵副的設計 7.2.4 莫爾條紋的影響因素 7.2.5 莫爾條紋信號的細分 7.3 激光干涉定位測量系統(tǒng) 7.3.1 激光干涉儀的原理 7.3.2 干涉儀的誤差分析 7.3.3 典型干涉儀的結構 7.3.4 激光干涉儀光路的設計原則 7.3.5 提高干涉測量精度的措施 7.4 其他編碼器 7.4.1 線紋尺與度盤 7.4.2 碼尺與碼盤 7.4.3 旋轉變壓器 7.4.4 磁柵 習 題第8章 航天陀螺系統(tǒng)設計 8.1 衛(wèi)星姿態(tài)的控制 8.1.1 被動姿態(tài)控制 8.1.2 半被動姿態(tài)穩(wěn)定和半主動姿態(tài)控制 8.1.3 主動姿態(tài)控制 8.2控制力矩陀螺的原理與結構 8.2.1 控制力矩陀螺的原理 8.2.2 磁懸浮控制力矩陀螺 8.3 磁懸浮控制力矩陀螺設計 8.3.1 磁懸浮轉子系統(tǒng)設計 8.3.2 框架伺服系統(tǒng) 8.4 控制力矩陀螺在航天器上的應用 8.4.1 控制力矩陀螺的動力學基礎 8.4.2 單框架控制力矩陀螺系統(tǒng)構形設計及分析 8.4.3 各種指標分析 8.4.4 單框架控制力矩陀螺系統(tǒng)的控制律 8.4.5 單框架控制力矩陀螺的控制律 習 題習題及參考答案參考文獻