1 基本概念 陀螺仪（ gyroscope）的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是 不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。我们骑自行车 其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。陀螺仪 在工作时要给它一个力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。 然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。在现实生活中，陀螺仪 发生的进动是在重力力矩的作用下发生的。 陀螺仪多用于导航、定位等系统，常用实例如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位。陀 螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所 制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大（也可以说是角动量要够大）。不然， 只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。 2 陀螺发展历史 1850年法国的物理学家莱昂傅科（ J.Foucault）为了研究地球自转，首先发现高速转动中的转 子（ rotor），由于惯性作用它的旋转轴永远指向一固定方向，他用希腊字 gyro（旋转）和skopein （看）两字合为gyro scopei 一字来命名这种仪表。 18世纪欧拉建立的动力学方程和欧拉运动学方程，为陀螺运动的理论奠定了基础。但是制造 出一个实用的陀螺却经历了长时间的探索。19世纪中期，随着钢制外壳船舶的出现，原来所用的 磁罗盘不再适用，因而用陀螺导航的要求日益迫切。在第一次世界大战中，美国海军制成了陀螺 导航仪，并很快被其他国家所采用。随着航海和航空事业的发展，陀螺仪已成为不可缺少的精密 导航仪器。20世纪初出现了飞机的陀螺稳定器和自动驾驶仪。但直到1940年后，陀螺罗盘才完全 代替了磁罗盘，1950年出现了惯性导航系统。 不论制造得多么精密的陀螺，要完全消除轴承的摩擦力并使质心和支点重合是不可能的，因 而就会产生外加干扰力矩的作用，引起陀螺转子自转轴的缓慢进动，称为陀螺漂移。这时的进动 角速度称为漂移角速度。陀螺漂移角速度的大小是衡量陀螺精度高低的标志。为最大限度地减少 漂移，近代陀螺的研究课题主要是如何实现无干扰力矩的支承。主要途径是用电场力来代替支架， 实现无支承悬浮。如果转子是个标准的球形，则电场力通过其中心，从而实现无摩擦的悬浮。另刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 2 页 一个途径是用磁场力来实现转子的悬浮，但要求转子必须是用超导体制造的，才能使磁力线垂直 于球形转子的表面且不穿透它的表面。这就是近代电陀螺和磁陀螺的基本设想。 3 刚体陀螺仪结构 从力学的观点近似的分析陀螺的运动时，可以把它看成是一个刚体，刚体上有一个万向支点， 而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动，所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运 动。更确切地说，一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上，使陀螺 的自转轴有角转动的自由度，这种装置的总体叫做陀螺仪。 图1 陀螺仪结构 陀螺仪的基本部件有： 1) 陀螺转子(常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴 高速旋转，并见其转速近似为常值)； 2) 内、外框架(或称内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构)； 3) 附件(是指力矩马达、信号传感器、控制器等)。 4 陀螺仪工作原理 陀螺仪，是一个圆形的中轴的结合体。而事实上，静止与运动的陀螺仪本身并无区别，如果 静止的陀螺仪本身绝对平衡的话，抛除外在因素陀螺仪是可以不依靠旋转便能立定的。而如果陀 螺仪本身尺寸不平衡的话，在静止下就会造成陀螺仪模型倾斜跌倒，因此不均衡的陀螺仪必然依 靠旋转来维持平衡。刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 3 页 陀螺仪本身与引力有关，因为引力的影响，不均衡的陀螺仪，重的一端将向下运行，而轻的 一端向上。在引力场中，重物下降的速度是需要时间的，物体坠落的速度远远慢于陀螺仪本身旋 转的速度时，将导致陀螺仪偏重点，在旋转中不断的改变陀螺仪自身的平衡，并形成一个向上旋 转的速度方向。当然，如果陀螺仪偏重点太大，陀螺仪自身的左右互作用力也将失效！。 而在旋转中，陀螺仪如果遇到外力导致，陀螺仪转轮某点受力。陀螺仪会立刻倾斜，而陀螺 仪受力点的势能如果低于陀螺仪旋转时速，这时受力点，会因为陀螺仪倾斜，在旋转的推动下， 陀螺仪受力点将从斜下角，滑向斜上角。而在向斜上角运行时，陀螺仪受力点的势能还在向下运 行。这就导致陀螺仪到达斜上角时，受力点的剩余势能将会将在位于斜上角时，势能向下推动。 而与受力点相反的直径另一端，同样具备了相应的势能，这个势能与受力点运动方向相反， 受力点向下，而它向上，且管这个点叫“联动受力点”。当联动受力点旋转180度，从斜上角到达 斜下角，这时联动受力点，将陀螺仪向上拉动。在受力点与联动受力互作用力下，陀螺仪回归平 衡。 5 实验原理 陀螺仪被用在飞机飞行仪表的心脏地位，是由于它的两个基本特性：一为定轴性（ inertia or rigidity），另一是进动性（ precession），这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。 5.1 定轴性 当三自由度陀螺转子高速旋转后，若不受外力矩的作用，不管基座如何转动，支撑在万向支 架上的 陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变，这种特性叫“定轴性”。如果我们以地球为基准， 则可以认为三自由度陀螺相对于地球运动，这种运动称为陀螺的假视运动或视在运动。视在运动 是陀螺稳定性的表现。 其惯性随以下的物理量而改变： 1）转子质量愈大，转动惯量I愈大； 2）转子旋转半径愈大，转动惯量I愈大； 3）转子旋转速度愈高，转动惯量I愈大； 5.2 进动性刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 4 页 在运转中的陀螺仪，如果外界施一作用或力矩在转子旋转轴上，则旋转轴并不沿施力方向运 动，而是顺着转子旋转向前90度垂直施力方向运动，此现象即是进动性。 进动性的大小也有三个影响的因素： 1）外界作用力愈大，其进动性也愈大； 2）转子的质量惯性矩（moment of inertia）愈大，进动性愈小； 3）转子的角速度愈大，进动性愈小； 而进动方向可根据进动性原理取决于施力方向及转子旋转方向。 6 实验系统性能 1）刚体陀螺仪  尺寸：200*200*200mm  重量: 1.6Kg 2）转子电机：直流无刷电机（双电机结构）； 3）电机转速：0~6000r/min（可调）； 4）电源  电压：DC +12V  电流：3A 7 实验系统特点 1）采用三自由度刚体陀螺结构，可进行完善的陀螺实验及演示；刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 5 页 2）转子电机采用高速无刷电机，转速平稳，寿命长； 3）转子采用双电机结构，保障了转子的对称性，并加大了转子驱动力矩，启动速度快； 4）配置有专用控制器，可以完成转子转速控制，方便实验； 8 实验操作 将刚体陀螺仪器平放在桌面上，仪器周转保留一定空间。 1）接通电源，打开开关； 2）设置转子转速：大、中、小； 3）启动陀螺，观察陀螺转子转速是否已经稳定； 4）定轴性实验 当三自由度陀螺转子高速旋转后，若不受外力矩的作用，不管基座如何转动，支撑在万向支 架上的陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变，这种特性叫“定轴性”。 当陀螺转子高速旋转稳定后，手持基座分别绕刚体陀螺三个轴转动，观测刚体陀螺仪转子轴 的指向的变化。 分别改变转子转速大中小，观测陀螺转子轴的变化。 5）进动性实验 进动性是三自由度陀螺仪的一个基本特性。陀螺仪绕着与外力矩矢量相垂直的方向的转动， 叫做进动，其转动角速度叫做进动角速度。 进动角速度的方向取决于转子动量矩H和外力矩M的方向。外加力矩沿陀螺自转方向转动 90°即为进动角速度( )矢量方向。或者用右手定则记忆：从动量矩H沿最短路径握向外力矩M的 右手旋进方向，即为进动角速度方向。 通过控制器可改变转子飞轮正反转、转速，从而控制动量矩H的方向和大小，通过内框两侧 不同一侧加挂已知重量砝码，改变外力矩M的大小和方向，动量矩H为转子转动惯量和转速的乘 积，方向符合右手定则 进动角速度计算公式：ω=M/H sinθ 当θ=90°时，sinθ=1，所以 ω=M/H =M/Iωr 6）关闭电源，断开开关；刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 6 页 7）撤收仪器设备。 9 适用课程 惯性传感器原理、惯性导航原理、导航制导与控制、飞行控制原理、无人机实训实验、基础 力学、刚体力学、陀螺力学、理论力学、新型传感器原理及应用等。 10 注意事项 1）陀螺飞轮高速旋转时，不可用手触摸或试图阻止其转转； 2）实验系统工作时，尤其是陀螺转子处于高速旋状态下，必须有人在场； 3）刚体陀螺仪属于精密机械结构，操作中应当轻拿轻放，以免损坏设备。

本发明公开了一种多级电位补偿装置及失超检测装置，包括感 应线圈、补偿线圈，位于补偿线圈两端的接线柱以及位于补偿线圈上 的多个分接头；分接头可沿着补偿线圈的表面滑动，在补偿线圈的表 面与分接头接触的部分可导电；感应线圈通过接线柱与补偿线圈并联 连接；感应线圈与超导磁体同心放置，用于感应超导磁体中的感应电压；补偿线圈将感应电压通过多个分接头分配并调节大小，实现对超 导磁体感应电压的补偿。本发明可以消除超导磁体中感应电压在失超 检测过程中对电压信号检测的影响，避免失超保护装置的误判；同时 该装置制作安装简

废水处理是我国面临的一个相当艰巨的任务，pH控制是其中一个典型的控制难题。废水的pH随时会在2到11之间大幅度变化，要求处理后的排放水pH值接近中性。 本方案采用美国通控集团博软公司的MFA无模型自适应专利控制技术，不但有效克服了pH过程本身的严重非线性和大时滞造成的控制难点，而且其强大的鲁棒性和自适应功能对由于工况变化引起的过程动态特性的变化有很好的适应能力。 系统特点：精确控制药剂的投加量，改善了pH控制的质量，至少使波动减小了50%；避免过量投药，化学试剂（酸液和碱液）消耗大大减少；减少人为失误和返工，避免因排污超标而遭罚款；系统实施简单易行，所有投资几个月就可收回。

利用啤酒废酵母处理含镉工业废水的方法,是将啤酒厂的废酵母泥经碱处理后制得啤酒酵母生物吸附剂;向含镉工业废水中加入啤酒酵母生物吸附剂多级循环吸附,再加入稻壳细粉搅拌均匀后压滤,焚烧滤饼得含有镉金属的灰烬从而回收镉金属.本发明制备啤酒酵母生物吸附剂所选用的主要原料是啤酒厂的废酵母,作助滤剂的是广大农村的稻壳,来源广泛,加工成本低,综合利用,变废为宝;本发明的生物吸附剂,对镉离子吸附时间短,吸附能力强;用稻壳作助滤剂使稻壳中91～93%的有机物在焚烧时除去,有利于镉金属回收;本发明方法工艺及设备简单,容易实施,无环境污染,便于推广应用,推广应用后必将产生较大社会效益和经济效益.

针对子载波非连续可用的情况下，基于迭代平均处理的思想，设计了适用于载波扩展OFDM系统中的导频符号，使用这种导频符号，能有效地克服OFDM系统峰均功率比过高的问题，且能保证较优异的误比特性能。

该专利为华南理工大学和湖北宜化集团有限责任公司在共同承担国家科技支撑项目中产出的科研成果。开发出清洁生产工艺与化肥废水优化处理方法，解决了化肥废水生物脱氮技术难点问题，提高污水脱氮除磷处理效果，并实现工程推广应用。该技术污染物减排效率比国内外同类主流工艺大幅提高，废水处理后出水达到国家一级排放标准。本项成果可广泛应用于城市污水、垃圾渗滤液及其他含氮废水处理，对建设“生态文明”、实施“可持续发展战略”有重要作用。专利技术在国内多家大型化肥生产企业实施以来，累计实现污染物减排：削减COD量超过16.34万吨/年、削减NH4+-N量为3.51万吨/年、削减T-P量为463.72吨/年；实现污染物减排与社会环境效益显著，已累计节省资金约2.51亿元；对减轻水体的氮磷污染、减轻水体富营养化都有重要贡献。

流立方在技术流派里属于流式大数据实时处理领域，但兼顾了批式数据处理技术的优势，一定程度的做到了混合时态的实时处理。流立方通过在数据流水过程中嵌入流处理引擎将所有流过的数据进行实时处理, 并生成多维度的可计算数据魔方。1）超高并发性：“流立方”产品拥有每秒处理百万笔交易流水复杂分析的能力。而达到这样的性能仅需要 8 台普通的 pc 服务器搭建的集群。2）超低时效性：流立方对每笔流水处理的延时严格控制在毫秒级，实际生产中平均延时稳定在 10 毫秒左右。形象一点来说，也就是在海水涌进海洋的几乎同一时刻，数据就被分析完成了，远远低于人类学上 0.1 秒即有所感知的时间节点，处理速度比一眨眼快了很多倍。最近一年，流立方的高级版本更是提升到了微秒级的处理延时，将被用在春运票务、军工、反恐等要求更加极致的场景。3）高可靠性、高扩展性、高兼容性：流立方自带的可计算分布式缓存高性能、高可靠、高可扩展。在内存不足时, 能够平滑扩展到多节点。流立方平台内支持算法数量达到几十个。计算模型、脚本独立管理,在线编写、即时部署即时生效, 大大节约上线时间。

1、项目简介 从含铬电镀废水回收铬黄的资源化处理即采用过量的Pb2+ 沉淀含Cr6+电镀废水中的Cr6+，生成铬黄。此工艺比还原—沉淀法处理不但降低了成本，充分利用了宝贵的资源，而且排出液易处理，水质达到排放标准。从资源化利用的角度看，电镀槽废液由于铬含量高，比冲洗废液的利用价值更高。合成的铬黄，铬酸铅含量、吸油量、105℃挥发物、水溶物等指标均合格，利用天然改性磷灰石去除废水中的重金属离子，使得Pb2+、 Cr6+、Cr3+达到排放标准，2. 技术特点：含铬的电镀废水，经过氧化、净化后，加入适量的硝酸铅溶液或冶炼的铅废水形成铬黄变废为宝，在利用高效铅离子去除剂进行处理回收铬黄后的废水，使铅离子、铬离子含量远低于国家排放标准，不仅降低了污染，而且提高了经济效益。

成果描述：在工业废水中含有树脂、加脂剂、染料、栲胶等难降解物质，是生化处理的难点，针对这些难点，生化处理成为现在最理想的方法。目前，随着对环境中污染物指标要求的数量增加和污染值的降低，不少企业单独处理或污水厂集中处理后的废水部分指标达不到环保要求。新增设施成本高也难以操作。改成果是采用电化学方法，对废水出口进行进一步处理，到达排放要求。市场前景分析：解决生化无法处理的废水指标。与同类成果相比的优势分析：1.COD降低0～90％ 2.NH3-N降低0～60％ 3.色度降低0～90％ 主要用于制革废水的COD、NH3-N、色度、铬指标。

该系统是为中水景观水体的水质净化新技术提供一套经济高效无污染的处理装置。通过构建改性沸石生物滤池这样一种结合了生物与改性沸石优点的处理系统，实现小区中水景观水体的水质净化，解决当前景观污染水体处理方法所无法根治的氮和溶解性污染物的问题。 小区中水景观水改性沸石生物滤池处理系统，包括中水景观池、进水泵、进水储水箱、计量泵、水量调节池、改性沸石填料区、沉淀池、出水池、曝气机，其特点是：受污染的中水景观池污水由进水泵打入进水储水箱，经计量泵及其进水管汲入水量调节池后，从底部穿孔板流入改性沸石填料区，并与改性沸石及其附着的生物膜进行充分的接触，使污染物得以去除，然后溢流出沉淀池进入出水池，经出水管重新排入中水景观水池。 小区中水景观水改性沸石生物滤池处理系统，中水景观池由进水泵经进水管与进水储水箱连接，计量泵经进水管与进水储水箱和水量调节池连接，改性沸石填料区与水量调节池之间的壁板底部连接穿孔板；改性沸石填料区与沉淀池、出水池依次连接，沉淀池低于改性沸石填料区，出水池低于沉淀池；水量调节池、改性沸石填料区、沉淀池、出水池底部的出口与放空管连接。 水量调节池的进水管连接在池的侧壁，出水池的出水管连接在出水池的侧壁。 改性沸石填料区其侧壁上均匀间隔连接有至少3个曝气支管，曝气支管全部并联在一个  曝气管上，与曝气机连接。 该装置中，改性沸石填料区液面保持与改性沸石面相平，污水通过改性沸石良好吸附作  用、离子交换性作用和生物膜生物作用联合去除中水景观水体中的污染物，出水水质达犁景  观环境用水水质标准(GB／T 1 8921-2002)。 改性沸石填料区为兼氧环境，其溶解氧(DO)保持在lmg／L左右，水力停留时间为lh  左右。 用于小区中水景观污染水体的改性沸石生物滤池装置，可通过计量泵、电磁阀、控制器  等与计算机联接，依据水质监测仪获得的水质指标值，实现高层次装置运行与水质监测的自动化。