王中宇、許東、韓邦成、趙建輝編著的這本《精密儀器設(shè)計(jì)原理》對精密儀器設(shè)計(jì)的基本原理和常用方法進(jìn)行了系統(tǒng)的論述,主要內(nèi)容包括精密儀器設(shè)計(jì)中的一般問題與典型航空航天儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特色問題,反映了當(dāng)前精密儀器設(shè)計(jì)的技術(shù)水平和相關(guān)成果,體現(xiàn)了該學(xué)科領(lǐng)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(shè)計(jì)概論、精密儀器的設(shè)計(jì)思路、精密儀器的誤差分析、精密機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、精密機(jī)械伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)、精密光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、精密定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)和航天陀螺系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
《精密儀器設(shè)計(jì)原理》為北京航空航天大學(xué)“精密儀器設(shè)計(jì)”研究生精品課程建設(shè)項(xiàng)目的標(biāo)志性成果之一,可作為工科高等學(xué)校相關(guān)課程的教材或教學(xué)參考書,還可供相關(guān)科研工作者和工程技術(shù)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(shè)計(jì)原理》從理論的角度全面闡述了精密儀器設(shè)計(jì)中有關(guān)各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和方法。本書內(nèi)容新穎,涉及多門學(xué)科前沿知識的綜合運(yùn)用,符合認(rèn)識規(guī)律;在精密儀器設(shè)計(jì)基本原理的基礎(chǔ)上,突出了航空航天儀器設(shè)計(jì)中的一些特色問題。在“精密儀器設(shè)計(jì)概論”一章,從儀器科學(xué)的內(nèi)涵及其發(fā)展開始,不僅對精密儀器的基本組成與設(shè)計(jì)問題進(jìn)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(jìn)行了深入論述,突出了航空航天學(xué)科的特點(diǎn)以及自身專業(yè)的優(yōu)勢!昂教焱勇菹到y(tǒng)設(shè)計(jì)”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(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制的新型慣性執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
第1章 精密儀器設(shè)計(jì)概論 1.1 儀器科學(xué)的內(nèi)涵及其發(fā)展 1.1.1 儀器科學(xué)的內(nèi)涵 1.1.2 儀器科學(xué)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(shè)計(jì)概論 1.1 儀器科學(xué)的內(nèi)涵及其發(fā)展 1.1.1 儀器科學(xué)的內(nèi)涵 1.1.2 儀器科學(xué)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(shè)計(jì) 1.3.1 精密儀器的基本組成 1.3.2 精密儀器設(shè)計(jì)的主要問題 1.3.3 精密儀器設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 1.3.4 精密儀器設(shè)計(jì)的基本要求 1.3.5 精密儀器設(shè)計(jì)的任務(wù)分析 1.3.6 精密儀器設(shè)計(jì)的程序步驟 習(xí) 題第2章 精密儀器的設(shè)計(jì)思路 2.1 精密儀器的總體設(shè)計(jì) 2.1.1 精密儀器的設(shè)計(jì)原理 2.1.2 精密儀器的設(shè)計(jì)方法 2.1.3 精密儀器的設(shè)計(jì)內(nèi)容 2.1.4 精密儀器的參數(shù)與指標(biāo) 2.2 精密儀器設(shè)計(jì)中的主要因素 2.2.1 精密儀器設(shè)計(jì)中的溫度因素 2.2.2 精密儀器設(shè)計(jì)中的力學(xué)因素 2.2.3 精密儀器設(shè)計(jì)中的材料因素 2.2.4 精密儀器設(shè)計(jì)中的其他因素 2.3 精密儀器設(shè)計(jì)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(jīng)濟(jì)原則 2.3.6 運(yùn)動(dòng)學(xué)原則 2.3.7 粗精分離原則 2.3.8 價(jià)值系數(shù)最優(yōu)原則 習(xí) 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(nèi)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(jì)算 3.2.1 誤差的主要來源 3.2.2 誤差計(jì)算的方法 3.2.3 有效數(shù)字及其運(yùn)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(shí)臂法 3.5 精度設(shè)計(jì)與誤差分配 3.5.1 儀器的精度設(shè)計(jì) 3.5.2 儀器的誤差分配 3.5.3 儀器的精度校驗(yàn) 習(xí) 題第4章 精密機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 支承件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 4.1.1 支承件的結(jié)構(gòu)特性 4.1.2 支承件的設(shè)計(jì)要求 4.2 導(dǎo)軌系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.2.1 導(dǎo)軌的類型 4.2.2 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)指標(biāo) 4.2.3 滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 4.2.4 滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 4.2.5 流體摩擦導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 4.2.6 彈性摩擦導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 4.3 主軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.3.1 主軸系統(tǒng)的要求 4.3.2 圓錐軸系設(shè)計(jì) 4.3.3 圓柱軸系設(shè)計(jì) 4.3.4 滾動(dòng)摩擦軸系設(shè)計(jì) 4.3.5 流體摩擦軸系設(shè)計(jì) 4.4 精密工作臺的設(shè)計(jì) 4.4.1 工作臺的性能要求與組成 4.4.2 導(dǎo)軌形式的選擇 4.4.3 導(dǎo)軌的特性分析 習(xí) 題第5章 精密機(jī)械伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.1 機(jī)械伺服系統(tǒng)的組成與性能 5.1.1 機(jī)械伺服系統(tǒng)的組成及其特征 5.1.2 精密機(jī)械伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及性能指標(biāo) 5.1.3 伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(diǎn) 5.2.2 直流伺服電動(dòng)機(jī) 5.2.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 5.2.4 交流伺服電動(dòng)機(jī) 5.3 電力電子變流技術(shù) 5.3.1 開關(guān)器件特性 5.3.2 變流技術(shù) 5.4 伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.4.1 開環(huán)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.4.2 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 習(xí) 題第6章 精密光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.1 光學(xué)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(xué)系統(tǒng) 6.3.1 人眼的基本結(jié)構(gòu) 6.3.2 人眼的光學(xué)特性 6.3.3 人眼的視覺特性 6.4 光學(xué)系統(tǒng)的像差及像質(zhì)評價(jià) 6.4.1 光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評價(jià) 6.4.2 光學(xué)系統(tǒng)的像差公差 6.5 光學(xué)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則 6.5.1 光孔轉(zhuǎn)接原則 6.5.2 物像空間不變原則 6.6 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.6.1 照明方式與設(shè)計(jì) 6.6.2 照明系統(tǒng)的要求 6.7 典型光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.7.1 望遠(yuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.7.2 顯微鏡的設(shè)計(jì) 6.8 光電傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.8.1 光電效應(yīng)及光電傳感器 6.8.2 光電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.9 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體過程和步驟 習(xí) 題第7章 精密定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7.1 微動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu) 7.1.4 機(jī)械式微動(dòng)機(jī)構(gòu) 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(shè)計(jì) 7.2.4 莫爾條紋的影響因素 7.2.5 莫爾條紋信號的細(xì)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(jié)構(gòu) 7.3.4 激光干涉儀光路的設(shè)計(jì)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(zhuǎn)變壓器 7.4.4 磁柵 習(xí) 題第8章 航天陀螺系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8.1 衛(wèi)星姿態(tài)的控制 8.1.1 被動(dòng)姿態(tài)控制 8.1.2 半被動(dòng)姿態(tài)穩(wěn)定和半主動(dòng)姿態(tài)控制 8.1.3 主動(dòng)姿態(tài)控制 8.2控制力矩陀螺的原理與結(jié)構(gòu) 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(shè)計(jì) 8.3.1 磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(yīng)用 8.4.1 控制力矩陀螺的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 8.4.2 單框架控制力矩陀螺系統(tǒng)構(gòu)形設(shè)計(jì)及分析 8.4.3 各種指標(biāo)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(xí) 題習(xí)題及參考答案參考文獻(xiàn)