Настоящий учебник посвящен изложению прикладной теории гироскопов различного типа, являясь фактически первым изданием, в котором излагаются принципы построения всех используемых в настоящее время гироскопов, начиная от роторных механических, поплавковых, твердотельных волновых и кончая оптическими и гироскопами на поверхностных акустических волнах. Рассмотрены основные положения механики твердого тела, включающие уравнения Эйлера, Лагранжа и принцип Даламбера, используемый при составлении уравнений движения гироскопов. Описываются концепции построения трех- и двухстепенных гироскопов в кардановом подвесе; гироскопов со сферическим шарикоподшипниковым и упругим подвесамиа а также с неконтактными подвесами ротора (электростатические, газовые, жидкостные). Излагаются необходимые сведения по волновым твѐрдотельным гироскопам с объѐмным и кольцевым резонаторами. Уделено достаточное внимание электронным контурам управления. Теория ограничена кратким изложением принципа измерений и не повторяет известные фундаментальные выкладки.Рассмотрение микромеханических гироскопов проводится в основном на примере конструкций LL и RR – типа, которые получили наибольшее развитие. Особое внимание уделено формированию выходных сигналов и оценке их погрешностей. Изложены концепции построения лазерных гироскопов (ЛГ). Их теория опирается на метрику вращяющейся системы отсчета и уравнения элекродинамики в этой системе. Подробно рассмотрены методы линеаризации выходной характеристики ЛГ и борьбы с синхронизацией встречных волн, порождающей зону захвата. С общих позиций рассматриваются невзаимные эффекты, широко используемые в лазерной гироскопии. Излагаются сведения по волоконно-оптическим гироскопам, их точностным характеристикам и особенностям конструкции. Анализируются концепции построения микрооптических гироскопов, использующих эффект Саньяка. Приводятся оценки их потенциальной точности.
Материал по волновым твердотельным микромеханическим гироскопам содержит основы теории поверхностных акустических волн во вращающейся системе координат. С позиций молекулярной кинетики и 2-D технологий рассматриваются принципы построения гироскопов на бегущих и стоячих поверхностных акустических волнах. Приводятся примеры их практической реализации.
Учебник предназначен для студентов, обучающихся, прежде всего, по направлениям «Системы управления движением и навигация», «Приборостроение» и по соответствующим им профилям подготовки.