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第一篇 机械振动的介绍与概述3

第1章 绪论3

1.1 振动的基本概念3

1.2 振动的基本分类8

1.3 振动分析10

1.4 激励振动与振动能量吸收13

第2章 集总参数振动系统分析19

2.1 单自由度系统振动22

2.1.1 无阻尼系统的自由与受迫振动22

2.1.2 阻尼系统的自由与受迫振动24

2.1.3 运动微分方程求解28

2.2 多自由度系统振动32

2.2.1 二自由度无阻尼系统的自由与受迫振动32

2.2.2 受迫振动的分析35

2.2.3 多自由度系统的自由振动36

2.2.4 多自由度系统的受迫振动37

2.2.5 黏稠阻尼系统的受迫振动39

第3章 分布参数振动系统分析42

3.1 应变与位移关系42

3.2 应力与应变关系48

第二篇 振动激励与控制55

第4章 基于压电激励陶瓷的振动与控制55

4.1 压电现象与压电原理55

4.1.1 极化与压电效应55

4.1.2 压电材料晶体结构56

4.2 压电材料本征常数57

4.3 基于压电激励（驱动）的应用58

4.3.1 压电型精密驱动器58

4.3.2 压电型运动机构58

第5章 基于压电激励的振动陀螺60

5.1 振动陀螺基本原理60

5.1.1 哥氏加速度60

5.1.2 振动陀螺基本模型61

5.1.3 振动陀螺的驱动方式63

5.2 压电振动陀螺65

5.2.1 压电音叉陀螺65

5.2.2 压电环形陀螺68

5.2.3 压电悬臂梁振动陀螺71

5.2.4 压电自由梁振动陀螺75

5.3 压电激励（驱动）振动陀螺的驱动接口电路77

5.3.1 压电激励片的分布77

5.3.2 压电换能器等效电路77

5.3.3 压电振动陀螺驱动电路80

5.4 振动隔离82

5.4.1 噪声振动隔离（节点设计等）82

5.4.2 冲击隔离（抗冲击方面设计）83

第6章 基于光学激励的振动和振动检测96

6.1 光操纵技术96

6.1.1 基本概念96

6.1.2 光捕获98

6.1.3 微粒操纵99

6.2 光力分析105

6.2.1 基于Mie粒子的光力分析105

6.2.2 基于电磁理论的光力分析105

6.2.3 基于自旋光束的光力分析106

6.3 光驱动微纳米机械结构108

6.3.1 光梯度力驱动光机械结构108

6.3.2 自旋光驱动弯曲波导结构109

6.4 光力驱动的振动陀螺（传感器）设计112

6.4.1 光力驱动的振动陀螺的总体结构与工作原理112

6.4.2 光力驱动的振动陀螺仿真116

6.4.3 光力驱动的振动陀螺工作模态固有频率的解析模型120

第三篇 振动能量吸收、转换与采集123

第7章 振动能量吸收与转换123

7.1 能量转换概念123

7.2 转换基本方式126

7.3 MEMS振动能量收集器的研究现状128

7.4 目前MEMS振动能量收集器的不足130

第8章 压电振动能量采集技术131

8.1 压电转换131

8.1.1 压电转换基本原理131

8.1.2 压电材料的工作模式133

8.1.3 能量转化原理134

8.2 压电参数135

8.2.1 机电耦合系数135

8.2.2 机械品质因数136

8.2.3 压电应变常数136

8.2.4 压电电压常数136

8.2.5 转换效率136

8.3 振动方程137

8.4 谐振频率138

8.5 转换等效电路分析139

8.6 基于压电振动能量采集技术的应用140

8.6.1 基于回折非对称M形悬臂梁的多模振动宽频能量采集140

8.6.2 多自由度电磁复合低频宽带振动能量采集器143

第四篇 传感系统的振动与驱动151

第9章 梁型振动体传感器151

9.1 面支撑抗高冲击振动梁151

9.1.1 一种基于惯性测量技术的双悬臂振动梁陀螺151

9.1.2 惯性测量技术的双悬臂振动梁陀螺153

9.1.3 面支撑的抗冲击振动计算155

9.1.4 惯性测量技术的双悬臂振动梁陀螺的结构特点156

9.2 二轴角速度传感器161

9.3 十字形振动角速率传感器164

第10章 光致振动传感器167

10.1 光子自旋力原理167

10.2 光机械振动陀螺168

10.3 光机械振动加速度计169

10.3.1 光纤光栅振动与加速度特性169

10.3.2 光纤光栅应变测量的基本公式173

10.3.3 悬臂梁和简支梁结构173