Динамика мобильных систем с управляемой конфигурацией

Предисловие
Глава 1. Перемещение многозвенных змееподобных
механизмов В динамическом режиме
1.1. О движении змееподобных систем
1.2. Движение трехзвенника по горизонтальной
плоскости
1.2.1. Механическая модель
1.2.2. Элементарные движения
1.2.3. Анализ медленных движений
1.2.4. Анализ быстрых движений
1.2.5. Построение произвольных движений из
элементарных
1.2.6. Числовой пример
1.3. Движение двузвенника по горизонтальной
плоскости
1.3.1. Механическая модель
1.3.2. Элементарные движения
1.3.3. Анализ медленных движений
1.3.4. Анализ быстрых движений
1.3.5. Продольное перемещение двузвенника
1.3.6. Произвольное перемещение двузвенника
1.3.7. Частные случаи
1.3.8. Примеры
1.4. Оптимизация конструктивных параметров и
режимов движения
многозвенников
1.4.1. Максимизация средней скорости движения
трехзвенника
1.4.2. Максимизация средней скорости движения
двузвенника
1.4.3. Обсуждение результатов оптимизации
1.4.4. Учет затрат энергии на преодоление трения
1.5. Обсуждение результатов и эксперименты
Глава 2. Квазистатическое перемещение
многозвенных механизмов
2.1. О квазистатических движениях
2.2. Волнообразные движения многозвенника по
шероховатой горизонтальной плоскости
2.2.1. Механическая модель
2.2.2. Волнообразное движение с тремя
подвижными звеньями
2.2.3. Волнообразное движение с четырьмя
подвижными звеньями
2.2.4. Квазистатический подход
2.2.5. Начальный этап
2.2.6. Конечные этапы
2.2.7. Основной этап при трех подвижных звеньях
2.2.8. Основной этап при четырех подвижных
звеньях
2.2.9. Определение моментов
2.2.10. Обсуждение результатов
2.3. Квазистатические движения трехзвенного
мобильного механизма
С замкнутым контуром ПО шероховатой
горизонтальной плоскости
2.3.1. Механическая модель
2.3.2. Квазистатические движения с одной
подвижной точкой.
Управляемость системы
2.3.3. Построение оптимальной траектории
движущейся точки
Глава 3. Движение цепочек тел в
сопротивляющихся средах
3.1. О ЛОКОМОЦИИ за счет продольных
перемещений
3.2. Математическая модель прямолинейного
движения цепочки тел
3.2.1. Описание модели и уравнения движения
3.2.2. Уравнение движения центра масс
3.2.3. Движение центра масс цепочки тел В среде С
линейным
законом сопротивления
3.3. Оптимальное прямолинейное движение
системы двух тел по плоскости с сухим трением в
режиме кусочно-постоянной силы взаимодействия
3.3.1. Постановка задачи
3.3.2. Расчет движения
3.3.3. Максимизация средней скорости
3.4. Оптимальное прямолинейное перемещение
системы двух тел
по плоскости с сухим трением в режиме движения с
кусочно-постоянной относительной скоростью
3.4.1. Постановка задачи
3.4.2. Анализ уравнений
3.4.3. Средняя скорость
3.4.4. Энергозатраты
3.4.5. Оптимизация
3.5. Безреверсное периодическое прямолинейное
движение системы
двух взаимодействующих тел на горизонтальной
шероховатой плоскости
3.5.1. Постановка задачи
3.5.2. Безразмерные переменные
3.5.3. Условие существования безреверсного
периодического движения
3.5.4. Анализ И параметрическая оптимизация
периодического безреверсного режима движения
3.6. Оптимальное управление движением системы
двух взаимодействующих тел на горизонтальной
шероховатой плоскости
3.6.1. Постановка задач оптимального управления
3.6.2. Вспомогательная задача оптимального
управления для центра
масс системы
3.6.3. Решение задачи 3.6.1
3.6.4. Решение задачи 3.6.2
3.6.5. Параметрическая максимизация средней
скорости оптимального движения
3.7. Оптимальное управление цепочкой
взаимодействующих тел вдоль
прямой на горизонтальной шероховатой плоскости
3.7.1. Постановка задач оптимального управления
3.7.2. Вспомогательная задача об оптимальном
движении центра
масс
3.7.3. Оптимальное управление для задач 3.7.1 И
3.7.2
3.7.4. Оптимальное управление при ограничении на
относительные
смещения тел
3.8. Поступательное движение цепочки тел в
вязкой сопротивляющейся
среде
3.8.1. Механическая система
3.8.2. Поступательное движение системы
3.8.3. Линейное сопротивление
3.8.4. Квадратичное сопротивление
Глава 4. Локомоция многозвенных систем в
жидкости
4.1. Плавание живых существ и бионических
мобильных систем
4.2. Оптимальное управление многозвенной
системой с цилиндрическими шарнирами в среде со
степенным законом сопротивления
4.2.1. Механическая модель
4.2.2. Анализ уравнения движения
4.2.3. Случай кусочно-постоянной угловой
скорости
4.2.4. Задача оптимального управления
4.2.5. Решение задачи 4.2.1
4.2.6. Решение задачи 4.2.2
4.2.7. Оптимальное решение
4.2.8. Случай квадратичного сопротивления
4.2.9. Учет подъемной силы
4.3. Плавание при помощи двузвенных конечностей
4.3.1. Механическая модель
4.3.2. Уравнения движения
4.3.3. Случай малых углов отклонения
4.3.4. Случай конечных углов отклонения
4.4. Упрощенная модель гребли
4.4.1. Механическая модель
4.4.2. Анализ и интегрирование уравнений
движения
4.4.3. Свойства решения
4.4.4. Численное моделирование
4.4.5. Циклические движения
Глава 5. Прямолинейные периодические движения
систем с подвижными внутренними телами
5.1. Локомоционные системы с подвижными
внутренними телами
И капсульные роботы
5.2. Периодическое движение системы с
внутренним телом вдоль прямой на шероховатой
горизонтальной плоскости
5.2.1. Уравнения движения
5.2.2. Относительное периодическое движение
внутреннего тела
5.2.3. Двухфазное движение
5.2.4. Оптимизация двухфазного движения
5.2.5. Трехфазное движение
5.2.6. Оптимизация трехфазного движения
5.2.7. Обсуждение результатов
5.3. Оптимальные движения системы с подвижным
внутренним телом
В средах С различными законами сопротивления
5.3.1. Постановка задачи
5.3.2. Относительное движение внутреннего тела
5.3.3. Схема решения задачи параметрической
оптимизации
5.3.4. Кусочно-линейное сопротивление
5.3.5. Квадратичное сопротивление
5.3.6. Сухое трение
5.3.7. Оптимизация в случае сухого трения
5.4. Оптимальное управление прямолинейным
движением системы с подвижным внутренним телом
в сопротивляющейся среде
5.4.1. Описание системы и постановка задач
оптимального управления
5.4.2. Существование периодического движения с
ненулевым смещением за период
5.4.3. Краевая задача принципа максимума
5.4.4. Общая схема решения задачи оптимального
управления
5.4.5. Функции r(v) класса К
5.4.6. Решение краевой задачи принципа максимума
для некоторых
функций r(v) ИЗ класса К
5.4.7. Движение в среде со степенным законом
сопротивления при
малом коэффициенте трения
5.5. Оптимальное управление системой с двумя
внутренними телами.
5.5.1. Постановка задачи
5.5.2. Свойства оптимального движения
5.5.3. Построение оптимального управления
5.5.4. Предельные случаи
5.6. Движение систем с подвижными внутренними
телами и вибрационное перемещение
5.6.1. Вибрационное перемещение частицы при
прямолинейных колебаниях платформы
5.6.2. Вибрационное перемещение частицы при
плоскопараллельном
поступательном движении платформы
Глава 6. Плоские движения тела под влиянием
внутренних масс при наличии сухого трения между
телом и плоскостью
6.1.06 управлении движением твердого тела с
подвижными внутренними массами на ПЛОСКОСТИ
6.2. Движение тела по плоскости под воздействием
двух подвижных масс
6.2.1. Механическая система
6.2.2. Задача управления
6.2.3. Уравнения движения
6.2.4. Построение управления
6.3. Плоские движения тела, управляемые с
помощью подвижной материальной точки
6.3.1. Уравнения движения
6.3.2. Типы движений
6.3.3. Прямолинейные движения
6.3.4. Вращение
6.3.5. Управляемость
Глава 7. Управление ориентацией твердого тела
посредством внутренних подвижных масс
7.1. Управление угловым движением твердых тел с
внутренними точечными массами В отсутствие
внешних сил
7.2. Плоские оптимальные движения тела,
управляемого при помощи
внутренней массы
7.2.1. Механическая система
7.2.2. Уравнения движения
7.2.3. Постановки задач оптимального управления
7.2.4. Оптимальное управление
7.2.5. Решения задач 7.2.1а-7.2.3а
7.2.6. Модификация законов управления
7.3. Плоские повороты при наличии фазового
ограничения
7.3.1. Основные уравнения и ограничения
7.3.2. Анализ траекторий
7.3.3. Численные результаты и их обсуждение
7.4. Оптимальное управление плоским поворотом
для нелинейной системы
7.4.1. Постановка задачи
7.4.2. Оптимальное управление
7.5. Пространственное движение тела,
управляемое посредством внутренней массы
7.5.1. Уравнения движения
7.5.2. Переориентация как последовательность
плоских поворотов
7.5.3. Упрощенный плоский поворот
7.6. Управление ориентацией тела при помощи
нескольких подвижных масс
7.6.1. Уравнения движения
7.6.2. Преобразование основного уравнения
7.6.3. Задача переориентации
7.6.4. Относительные движения
7.6.5. Обсуждение результатов
Список литературы