普法夫約束
編輯其中 L {\\displaystyle L} 是約束系統中方程的數量。
完整系統總是可以寫成普法夫約束形式。
推導
編輯給定一個由一組完整約束方程描述的完整系統
描述系統的 n 個廣義坐標,其中 L {\\displaystyle L} 是約束系統中方程的數量,我們可以通過鏈式法則區分每個方程
通過簡單的命名替換
鐘擺
考慮一個鐘擺。 由于重物的運動如何受到手臂的約束,重物的速度矢量 V → {\\displaystyle {\\overrightarrow {V}}} 必須始終垂直于位置矢量 L → {\\ displaystyle {\\overrightarrow {L}}} 。 因為這些向量總是正交的,所以它們的點積必須為零。 質量的位置和速度都可以根據 x {\\displaystyle x} - y {\\displaystyle y} 坐標系來定義:
簡化點積收益率:
這種 Pfaffian 形式很有用,因為我們可以對它進行積分以求解系統的完整約束方程(如果存在)。
其中 C 是積分常數。
L 2 {\\displaystyle L{2}} 項被平方只是因為它必須是正數; 作為一個物理系統,維度必須都是實數。 實際上,L {\\displaystyle L} 是擺臂的長度。
機器人學
在機器人運動規劃中,普法夫約束是一組 k 個線性獨立的約束,其速度呈線性
普法夫約束的來源之一是在輪式機器人中滾動而不打滑。
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