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第一章 绪论1

1．什么是多柔体系统，它的工程背景1

2．多柔体系统动力学的发展概况3

3．多柔体系统动力学的几个突出的问题6

4．本书内容的安排7

第二章 多柔体系统的描述10

1．引言10

2．描述体间关系的方法12

3．多柔体系统的运动学描述15

4．位形坐标的选择——混合坐标法18

5．连体参考系的设定23

第三章 多柔体系统动力学方程的建立29

1．引言29

2．虚功原理30

3．用虚功方程建立多柔体簇系统的动力学方程32

4．用Lagrange第二方程推导多柔体簇系统的动力学方程48

5．Kane方程的基本概念51

6．用Kane法建立多柔体簇系统动力学方程54

7．多柔体链系统的动力学方程57

8．基于向量对的多柔体系统的有约束的动力学方程66

9．用待定乘子法建立多柔体系统动力学方程69

10．多柔体系统动力学方程的符号推导72

第四章 多柔体系统动力学模型的降阶准则74

1．引言74

2．惯性完备性准则75

3．价值函数和模态价值函数81

4．模态价值分析准则86

5．内部平衡降阶准则88

6．模态的选择和分级降阶问题97

第五章 多柔体系统动力学的几个数值解法101

1．引言101

2．隐式Runge-Kutta法(RK法)102

2．1 Runge-Kutta方法的一般形式102

2．2 基于数值求积的隐式RK方法104

3．Gear方法及改进105

4．辛算法的概念和算式107

4．1 辛几何107

4．2 Hamilton力学与辛算法109

第六章 约束多体系统动力学理论方法及应用115

1．引言115

2．约束多体系统动力学的d Alembert-正交补方法115

3．1 几类系统的约束多体动力学模型118

3．约束多体链的运动学和动力学方程118

3．2 约束多体链的运动学描述119

3．3 约束多体链的动力学方程建立122

3．4 约束函数及正交补方法的约束多体链动力学方程124

4．基于约束多体链的d Alembert-正交补方法的动力学计算机仿真程序及算例126

4．1 DRCRCS程序简介126

4．2 算例及结果分析127

5．约束多体系统动力学的Newton-Euler正交法132

5．1 Newton-Euler正交法的一般原理133

5．2 Newton-Euler正交法在机器人动力学中的应用135

5．3 机械臂PUMA562实例137

6．约束多体系统动力学的两种递推子结构方法142

6．1 子结构综合的递归消约束法142

6．2 子结构综合的一次消约束法144

6．3 子结构综合方法的应用145

7．双机器人捕捉公共目标的协调关节轨迹规划148

7．1 机器人的无因次归一化关节轨迹149

7．2 规划轨迹的机器人约束条件150

7．3 系统关节空间的协调运动轨迹151

7．4 算例152

第七章 飞行器对接动力学154

1．引言154

2．对接的动态约束条件157

2．1 导向叶片和捕获环上点的几何描述158

2．2 动态约束条件159

2．3 接触力的方向161

3．滑动和捕获阶段的对接动力学方程162

3．1 追踪飞行器的惯性力虚功率163

3．2 主动对接机构的惯性力虚功率165

3．3 目标飞行器的惯性力虚功率167

3．4 弹性力虚功率和外力虚功率168

3．5 对接动力学方程169

4．调整与紧固阶段的动力学方程172

第八章 柔性机械臂振动控制的逆动力学方法175

1．引言175

2．简单柔性机械臂基于谱分析的构造性逆动力学方法177

2．1 简单柔性机械臂的模型177

2．2 逆动力学方法的基本原理178

2．3 构造实例180

3．柔性机械臂两点边值逆动力学方法182

3．1 两点边值逆动力学方法183

3．2 轨迹追踪问题184

3．3 算例185

4．柔性机械臂点位运动控制的轨迹规划186

4．1 铰关节的运动学分析188

4．2 点位运动控制的逆动力学方法189

4．3 铰关节最优和次优运动轨迹190

5．柔性机械臂轨迹追踪控制的递推逆动力学方法191

5．1 柔性机械臂的运动学描述191

5．2 相邻连杆的运动学关系192

5．3 柔性连杆变分形式的动力学方程193

5．4 柔性机械臂的逆动力学分析194

6．柔性机械臂逆动力学开环控制的实验研究195

6．1 实验装置简介195

6．2 伺服系统196

6．3 柔性机械臂逆动力学的实验研究197

1．坐标转换矩阵200

附录A 关于刚体转动的一些概念200

2．向量运算的矩阵表达201

3．角速度向量与坐标转换矩阵间关系202

4．动坐标参考系内向量的时间导数204

5．Euler角205

6．Euler角的时间导数与角速度向量分量间的关系209

7．Euler参数210

8．并矢张量211

附录B 关于结构动力学的一些基本概念215

1．引言215

2．模态展开217

3．用模态坐标表达的结构动能和弹性变形能219

4．振动方程的状态方程表达式219

5．状态方程的特征值问题220

参考文献223