基于惯量伪速度的机械多体系统高效率动力学建模

对于多个体组成的复杂大型多体系统,传统动力学建模方法推导过程费时费力,通过形位参数建立的二阶微分方程组冗长、繁多并且计算量大难以求解。伪速度从运动的本质出发,引入速度级独立变量代替广义坐标,拓宽了独立变量的选取范围,得到了形式简洁的可积分的一阶微分方程组。笔者通过旋量递推与惯量伪速度结合,研究了高效率的建模方法,对两类伪速度进行区分,并阐述了惯量伪速度的物理含义,并得到了伪速度建模的优点。得到的对角化一阶动力学方程形式简洁,直接面向计算机编程实现,易于设计解耦控制或非交互控制,并把建模过程应用于Puma560机器人中。