高等動力學課程總結(jié)

1、高等動力學課程總結(jié)高等動力學課程總結(jié)剛進入博士一年級，所參與的課題是水下機器人的控制研究，進入課題組的時候，所涉及到的相關(guān)課題中的涉及到的很多的運動系統(tǒng)模型基本不知所以然，看了很多關(guān)于水下機器人的書籍和文獻，但是對其中的一些物理量也缺乏明確認知。很是慶幸的是開學的時候聽從了師兄的意見選修了《高等動力學》的課程，通過這一學期的學習，對分析力學、剛體力學等有了一些了解，對后續(xù)的課題研究打下了扎實的基礎(chǔ)?！陡叩葎恿W》課程主要包括三個部分的內(nèi)

2、容，分別是分析力學，剛體力學和穩(wěn)定性理論。分析力學通過引入廣義坐標將傳統(tǒng)矢量力學的矢量分析方法轉(zhuǎn)化為直接運用數(shù)學分析的方法，研究宏觀現(xiàn)象中的力學問題。分析力學的是獨立于牛頓力學的描述力學世界的體系；剛體力學包括剛體運動學和剛體動力學兩個基本部分內(nèi)容，主要講述特殊質(zhì)點系剛體在外力作用下的運動規(guī)律；運動穩(wěn)定性理論則主要介紹了穩(wěn)定性的基本分析方法和判別方法及思路。分析力學分析力學分析力學的最基本出發(fā)點是引入了廣義坐標的概念，并利用約束的概念建

3、立了廣義坐標變量之間的相互關(guān)系，即約束方程。在此基礎(chǔ)上，引入了與矢量力學中牛頓動力學基本定律相對應(yīng)的動力學普遍方程。此后在動力學普遍方程的基礎(chǔ)上通過不同的變化與數(shù)學推導，引出了適用于完成系統(tǒng)的拉格朗日第二類方程，哈密頓正則方程、羅斯方程和適用于非完整系統(tǒng)的拉格朗日第一運動方程、勞斯方程、阿貝爾方程和凱恩方程，在引入各方程的過程中引入了相對應(yīng)的常見動力學量的廣義坐標形式和廣義動力學量。相比于經(jīng)典力學中矢量力學分析方法，分析力學在分析過程中

4、，完全避免了約束力在方程中出現(xiàn)，極大程度上減小了方程處理的難度。剛體動力學剛體動力學剛體的一般運動可以分解為隨質(zhì)心運動的平移和相對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動。剛體的平移可直接利用質(zhì)心運動定理轉(zhuǎn)化為質(zhì)點動力學問題，因而剛體繞定點的轉(zhuǎn)動是剛體動力學的主要內(nèi)容。其主要內(nèi)容包括剛體繞定點轉(zhuǎn)動的運動學和動力學兩大部分。穩(wěn)定性理論穩(wěn)定性理論穩(wěn)定性理論課程中，主要介紹了運動穩(wěn)定性理論、Lyapunov直接法、保守系統(tǒng)的平衡位置與定常運動穩(wěn)定性、力的結(jié)構(gòu)一起對運動穩(wěn)定

5、性的影響。1.水下機器人受力分析為了設(shè)計水下機器人的控制系統(tǒng)，首先需要建立機器人的動力學模型。在推力器產(chǎn)生的推動力推力器產(chǎn)生的推動力設(shè)第i個推力器的螺旋槳轉(zhuǎn)速為ni，螺旋槳直徑為Di，第i個推力器的推力系數(shù)為KTi，第i個推力器產(chǎn)生的推力為FTi，水的密度為ρ。則有推力器產(chǎn)生的合力與合力矩推力器產(chǎn)生的合力與合力矩設(shè)沿x、y、z軸方向上的合力分別為Tx′、Ty′、Tz′，作用于x、y、z軸的合力矩分別為KT、MT、NT，計算如下水動力和力