3D刚体摆动力学的离散变分数值方法研究

摘要：

利用离散变分的数值积分方法研究3D刚体摆(3 Dimensional rigid pendulum)的姿态动力学数值计算问题.针对3D刚体摆的运动学及动力学方程解的稳定性及其能量、角动量与范数进行了数值仿真.在离散变分方法中引入李群概念,首先对3D刚体摆模型的简化形式——球摆做数值求解,然后分别对3D刚体摆的悬垂及倒置两种特殊情况进行数值求解,并将其结果与4阶龙格-库塔方法求解的结果进行比较.从数值仿真实验中可以看出,离散变分的数值积分方法相比龙格-库塔方法具有更高的精度.由此可得出李群离散变分方法具有较好的保结构及保能量特性.

关键词：离散变分、龙格-库塔、姿态动力学、3D刚体摆

所属期刊栏目：27

分类号：TP13(自动化基础理论)

资助基金：国家自然科学基金;北京市自然科学基金

在线出版日期：2012-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：78-82,96