Аннотация.

В работе рассматривается задача моделирования динамики систем тел, соединенных пружинами поступательного и вращательного типа. Предлагается подход, в рамках которого силовая модель пружины произвольного типа описывается в виде мягкого ограничения относительно скоростей тел и импульса. Данное ограничение формулируется на основе неявной схемы Эйлера для численного интегрирования дифференциальных уравнений движения тел. Моделирование динамики системы тел осуществляется в реальном времени с помощью метода последовательных импульсов, позволяющего моделировать пружины c любыми значениями их параметров. Апробация предложенных алгоритмов и методов была проведена в подсистеме динамики имитационно-тренажерного комплекса, разработанного в ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, и показала их применимость в системах виртуального окружения.

Ключевые слова:

система тел, жесткие системы дифференциальных уравнений, метод последовательных импульсов, мягкие ограничения, реальное время, имитационно-тренажерный комплекс.

Стр. 70-78.

Полная версия статьи в формате pdf. 

Литература

1. Shabana Ahmed A. Computational Dynamics, Third edition, John Wiley & Sons Inc., 2010.
2. Featherstone Roy. Rigid Body Dynamics Algorithms. Springer-Verlag New Jork, Inc., Secaucus, NJ, USA, 2007.
3. Bender J., Erleben K., Trinkle J., Coumans E. Interactive Simulation of Rigid Body Dynamics in Computer Graphics // In EG 2012 – State of the Art Reports (Cagliary, Sardinia, Italy, 2012). – 2012. – pp. 95-134.
4. Михайлюк М.В., Страшнов Е.В. Моделирование системы связанных тел методом последовательных импульсов // Труды НИИСИ РАН. – 2014. – Т. 4 № 2. – С. 52-60.
5. Михайлюк М.В., Страшнов Е.В. Моделирование динамики системы связанных тел с учетом трения в шарнирах. // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. – 2016. – № 1. – С. 108-124.
6. Страшнов Е.В., Торгашев М.А. Моделирование динамики электроприводов виртуальных роботов в имитационно-тренажерных комплексах // Издательство “Новые технологии”, Мехатроника, автоматизация, управление. – 2016. – Т. 17 № 11. – С. 762-768.
7. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. – М.: Наука, 1989. – 432 с.
8. Anitescu A., Potra F.A. A time-stepping method for stiff multibody dynamics with contact and friction // International Journal for Numerical Methods in Engineering. – 2002. – pp. 753-784.
9. Catto E. Iterative Dynamics with Temporal Coherence // In Game Developer Conference. – 2005. – pp. 1-24.
10. Smith R. How to make new joints in ODE. 24.02.02.
URL: http://www.ode.org/joints.pdf (дата обращения 31.01.2017).
11. Михайлюк М.В., Страшнов Е.В. Ограничения на параметры относительного движения для основных видов шарниров // Труды НИИСИ РАН. – 2015. Т. 5 № 1. – С. 130-133.