A Study of Analysis and Design of Complex Multibody Systems by the Implcit Lagrangian Method

复杂多体系统的隐式拉格朗日方法分析与设计研究

• 批准号: 23560269
• 负责人: YOSHIMURA HIROAKI
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560269/
• 关键词: 陰的なラグランジュ系; ディラック構造; シンプレクティック構造; マルチボディシステム; ネットワーク構造; ラグランジュ・ダランベール原理; ハミルトン・ポントリヤーギン原理; スパースタブロー法; シンプレティック構造; 国際研究者交流

The purpose of this research is to develop a systematic method of analysis and design for complex multibody systems such as artificial satellite, robots, electric circuits and so on by the theory of implicit Lagrangian systems, which enables us to treat mechanical systems with nonholonomic constraints as well as with Dirac constraints. In this study, we have principally investigated the following items:(1) Decomposition into subsystems and interconnection for structuring systems, (2) Dynamical formalism for moduled implicit Lagrangian systems, (3) Development of discrete Lagrange-d'Alembert principle for structure preserving a numerical integration scheme. Finally, we have shown the validity of the proposed method by some illustrative examples of nonlinear L-C circuits, robots, nonholonomic mechanical systems and space mission design.

本研究的目的是通过隐式拉格朗日系统理论，开发一种对人造卫星、机器人、电路等复杂多体系统进行分析和设计的系统方法，使我们能够处理具有非完整约束和狄拉克约束的机械系统。在本研究中，我们主要研究了以下几项：（1）结构化系统的子系统分解和互连，（2）模块化隐式拉格朗日系统的动力学形式，（3）离散拉格朗日-达朗贝尔原理的发展，用于保持数值积分方案的结构。最后，我们通过非线性 L-C 电路、机器人、非完整机械系统和空间任务设计的一些说明性例子证明了所提出方法的有效性。

项目成果

Tensor products of Dirac structures and interconnection in Lagrangian mechanics

• DOI: 10.3934/jgm.2014.6.67
• 发表时间: 2011-04
• 期刊: The Journal of Geometric Mechanics
• 作者: H. Jacobs;Hiroaki Yoshimura

Variational Integrators and Discrete Lagrangian Mechanics for Interconnected Systems

互连系统的变分积分器和离散拉格朗日力学

• 发表时间: 2013
• 作者: A.Kaneshige;S.Ngai;S.Ueki;T.Miyosi and K.Terashima;濱川洋充;Hiroaki Yoshimura and Satoshi Hanawa
• 通讯作者: Hiroaki Yoshimura and Satoshi Hanawa

Dirac Structures, Variational Principles and Reduction in Mechanics, Conference on Geometry

狄拉克结构，力学变分原理和简化，几何会议

• 发表时间: 2012
• 作者: Hisao KONDO;Yuki KURATA;Hiroaki Yoshimura
• 通讯作者: Hiroaki Yoshimura

平面楕円制限3体問題における月への輸送軌道の設計

平面椭圆受限三体问题中的月球输运轨迹设计

• 发表时间: 2014
• 期刊: システム制御情報学会論文誌
• 作者: E. Nishida;H. Hamakawa;小野崎香織,吉村浩明
• 通讯作者: 小野崎香織,吉村浩明

制限3体問題に基づく宇宙機のミッションと月への輸送軌道の設計

基于受限三体问题的航天器登月任务及运输轨迹设计

• 发表时间: 2013
• 作者: 池田隆;原田祐志;石田幸男;近藤雄基,沼田宗敏,輿水大和;小野崎香織,吉村浩明
• 通讯作者: 小野崎香織,吉村浩明