准坐标形式的非完整刚体系统动力学方程及数值模拟

• 作者: 刘彦平 姚文莉 郝鑫
• 来源期刊: 动力系统与控制
• 学科: 物理学
• 关键词: 准速度 非完整系统 高斯原理 多体系统 准坐标
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 页码范围: 121-128
• 页数: 8页
• 分类号: O31

摘要

本文的目标是研究针对非完整多体系统动力学与控制问题的更简单规范的动力学建模方法。采用欧拉–拉格朗日形式的高斯原理推导了适于非完整多体系统的准坐标形式的动力学运动微分方程。与目前常用的以动力学状态函数表达的针对非完整系统的动力学微分方程相比,文中的推导方法简单直接,得到的方程维数与自由度一致,且方程以准速度的显式矩阵表达,具有较强的通用性及规范性,适用于多体系统的程式化建模及计算的要求。针对例子中的典型非完整系统,建立了准速度表达的一阶运动微分方程并进行了数值模拟以及相应的动力学特性分析,与通常用于该类问题的带乘子的Routh方程相比,文中的方法在计算速度上占优,同时在不进行额外的违约修正的前提下,可较好地解决违约及位置奇异问题。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姚文莉	青岛理工大学理学院岩土力学与近海地下工程重点实验室	18	22	3.0	4.0
2	刘彦平	青岛理工大学理学院岩土力学与近海地下工程重点实验室	4	5	1.0	2.0
3	郝鑫	青岛理工大学理学院岩土力学与近海地下工程重点实验室	2	1	1.0	1.0