欧拉角

物理学名词
欧拉角用来唯一地确定定点转动刚体位置的三个一组独立角参量,由章动角θ、旋进角(即进动角)ψ和自转角j组成,为欧拉首先提出而得名。莱昂哈德·欧拉用欧拉角来描述刚体在三维欧几里得空间的取向。对于任何参考系,一个刚体的取向,是依照顺序,从这参考系,做三个欧拉角的旋转而设定的。所以,刚体的取向可以用三个基本旋转矩阵来决定。换句话说,任何关于刚体旋转的旋转矩阵是由三个基本旋转矩阵复合而成的。

解释

如右图所示,由定点O作出固定坐标系Oxyz以及固连于刚体的坐标系Oxˊyˊzˊ。以轴OzOzˊ为基本轴,其垂直面OxyOxˊyˊ为基本平面。由轴Oz量到Ozˊ的角度
称为章动角。平面zOzˊ的垂线ON称为节线,它又是基本平面Oxˊyˊ和Oxy的交线。在右手坐标系中,由ON的正端看,角θ应按逆时针方向计量。由固定轴Ox量到节线ON的角度
称为进动角;由节线ON量到动轴Oxˊ的角度
 称为自转角。由节线ON量到动轴Ox'的角度φ称为自转角。由轴Oz和Oz'正端看,角
也都按逆时针方向计量。欧拉角
的名称来源于天文学。三个欧拉角是不对称的,且在几个特殊位置上具有不确定性(当
时,
就分不开)。对不同的问题,宜取不同的轴作基本轴,并按不同的方式量取欧拉角。[1]
欧拉角
若令Oˊyˊzˊ的原始位置重合于Oxyz,经过相继绕Oz、ON和Oz'的三次转动
后,刚体将转到图示的任意位置(见刚体定点转动)。变换关系可写为: