Modeling of underactuated mechanical systems in partly specified motion

This paper deals with the inverse dynamics problem of underactuated mechanical systems subjected to execute partly specified motions. The modeling methodology focuses on a special class of differentially flat systems, represented by a group of relevant technical examples. The governing equations are obtained as index three differential-algebraic equations, and a simple numerical code for their solution is reported. The solution comprises both the dynamic analysis of the underactuated systems in partly specified motion and the synthesis of control that assures realization of such motion.

Praca dotyczy zagadnienia symulacji dynamicznej odwrotnej klasy układów mechanicznych, w których liczba sygnałów sterowania, równa liczbie zadanych charakterystyk ruchu (sygnałów wyjściowych), jest mniejsza od liczby stopni swobody, reprezentowanej przez liczne przykłady techniczne. Równania tak zdefiniowanego ruchu programowego niezupełnego otrzymywane są w postaci równań różniczkowo-algebraicznych o indeksie równym trzy. Omawiany jest prosty, efektywny i stabilny algorytm całkowania tych równań. Rozwiązaniem są przebiegi w czasie zmiennych stanu układu w zadanym ruchu programowym oraz sterowania wymaganego dla realizacji tego ruchu.