本文關(guān)鍵詞： 約束力算法 多體系統(tǒng) 動力學 樹形拓撲結(jié)構(gòu) 串行化計算　出處：《力學學報》2016年01期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：多體系統(tǒng)高效動力學算法一直是多體系統(tǒng)動力學的重要研究方向.近年來,眾多高效算法雖然在提高解算效率方面取得了一定研究成果,但大多無法直接給出多體系統(tǒng)的顯式動力學方程或解算系統(tǒng)約束力.基于以上問題,研究了適用于任意樹形多體系統(tǒng)動力學解算的約束力算法(constraint force algorithm,CFA)及其串行化應(yīng)用.約束力算法可在解算多體系統(tǒng)動力學的過程中對系統(tǒng)約束力進行求解,該算法串行化后計算量僅與自由度成線性關(guān)系.通過分析樹形多體系統(tǒng)中任意節(jié)點處的動力學、運動學遞推關(guān)系并討論系統(tǒng)方程的組集方法,將僅適用于鏈狀系統(tǒng)的算法推廣至任意樹形系統(tǒng),并給出了其串行化應(yīng)用方法以提高算法效率.在數(shù)值仿真中,將所提算法與遞推算法進行對比,驗證了所提出的約束力算法的準確性;此外,通過對比4種不同算法在相同工作環(huán)境下解算同一模型時的處理器運行時間,證實了串行化約束力算法的高效性.
[Abstract]:Efficient dynamic algorithms for multi-body systems have been an important research direction of multi-body systems. In recent years, many efficient algorithms have made some achievements in improving the efficiency of solution. But most of them can not directly give the explicit dynamic equation of multi-body system or solve the system binding force. In this paper, the constraint force algorithm is studied, which is suitable for the dynamic solution of any tree multi-body system. CFAs and its serialization applications. The binding algorithm can be used to solve the system binding force in the process of solving the dynamics of multi-body systems. The computational complexity of the algorithm is only linear with the degree of freedom after serialization. By analyzing the dynamics of any node in the tree multi-body system, the kinematics recursive relation and the method of grouping the equations of the system are discussed. The algorithm suitable for chain system is extended to any tree system, and its serialization application method is given to improve the efficiency of the algorithm. In numerical simulation, the proposed algorithm is compared with the recursive algorithm. The accuracy of the proposed binding algorithm is verified. In addition, the high efficiency of the serialization binding algorithm is proved by comparing the processor running time of four different algorithms in the same working environment to solve the same model.
【作者單位】： 北京理工大學宇航學院;
【基金】：國家自然科學基金(11502018) 中國博士后科學基金(2015M570942)資助項目
【分類號】：O313.7
【正文快照】： 2)張景瑞,教授,主要研究方向:航天器動力學與控制.E-mail:zhangjingrui@bit.edu.cn引用格式:劉菲,胡權(quán),張景瑞.樹形多體系統(tǒng)動力學約束力算法.力學學報,2016,48(1):201-212Liu Fei,Hu Quan,Zhang Jingrui.Constraint force algorithm for tree-like mulitbody system dynamics

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本文編號：1447629