基于空间算子代数理论的多体系统逆动力学递推计算

发布时间：2017-12-28 17:16

  本文关键词：基于空间算子代数理论的多体系统逆动力学递推计算　出处：《湖南科技大学学报(自然科学版)》2016年03期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：空间算子代数理论是近几年发展起来的一种高效建模方法,应用空间算子代数方法可以对空间多体系统进行动力学建模、分析和仿真.首先通过引入6维矢量构建了单个刚体的空间矢量动力学方程,随后进一步建立了整个铰链体的逆动力学方程,并且通过将动力学方程投影到随动坐标系的方法进行了该逆动力学递推算法的软件实现.应用空间算子代数理论建立的逆动力学递推算法具有O(N)的计算量级.通过平面三连杆的典型算例的求解,与商业软件Recurdyn~@的仿真结果进行对比,验证了算法及软件实现的正确性.仿真结果表明,通过空间算子代数理论建立的逆动力学递推算法简单、计算精度及效率均能够满足工程需求,可应用于多体系统动力学的运动控制和轨迹优化设计中.
[Abstract]:Spatial operator algebra theory is an efficient modeling method developed in recent years, the application of spatial operator algebra method can carry out dynamic modeling, analysis and Simulation of spatial multibody systems. By introducing a 6 dimensional vector space vector of single rigid body dynamics equation was established, then inverse dynamics equation is established for the whole of the hinge body. And the kinetic equation of projection with method of moving coordinate system of the inverse dynamics of the recursive algorithm of software. The application of inverse dynamics to establish spatial operator algebra theory recursive algorithm with O (N) calculation of magnitude. Through solving typical planar three rod example, simulation and comparison with the commercial software Recurdyn~@ the results verify the correctness of the algorithm and software implementation. The simulation results show that the inverse dynamics to establish the theory of spatial operator algebra simple recursive algorithm The calculation accuracy and efficiency can meet the requirements of the engineering, and can be applied to the motion control and trajectory optimization design of multibody system dynamics.
【作者单位】： 湖南科技大学信息与电气工程学院;清华大学计算机科学与技术系;
【基金】：国家自然科学基金重点资助项目(60835004) 湖南省自然科学基金资助项目(09JJ3117,14JJ3107,14JJ3108) 教育部重点项目(211118) 湖南省科技计划项目(2015JC3111,2013TZ2017,2013FJ3156,2013GK3090,B11125) 湖南科技大学研究生创新基金项目(S130022)
【分类号】：TP241;O313.7
【正文快照】： 空间多体系统是一种复杂并且高度耦合的非线性动力系统.随着空间飞行器和空间机器人的大量应用,使得这类系统的动力学模型变得越来越复杂,因此研究效率更高、实时性能更好的动力学算法来处理这些复杂的系统已经显得越来越重要.空间算子代数理论作为近些年发展起来的一种数学方，

本文编号：1346700