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