Новое в системе Wolfram Mathematica 9  предыдущая  |  следующая 
Новое в системе Wolfram Mathematica 9Расширенные гибридные и дифференциально-алгебраические уравнения

Семи-шарнирная механическая система 

In[1]:=
Click for copyable input
X
In[10]:=
Click for copyable input
X
In[11]:=
Click for copyable input
X
In[12]:=
Click for copyable input
X

Моделирование отжимающего механизма Эндрю.

Click for copyable input
X

Система состоит из семи шарниров различной формы, один из которых прикреплён к пружине. Шарнир наименьшей длины приводится в движение мотором, который в свою очередь, приводит в движение остальные шарниры.

Размеры различных шарниров указаны на следующих рисунках. Семь шарниров обозначены как -. Обозначения параметров, используемых в модели и их описание можно найти в следующей статье.

E. Hairer and G. Wanner, Solving Ordinary Differential Equations II, Stiff and Differential-Algebraic Problems, 2nd ed., Springer Series in Computational Mathematics, Vol. 14, New York: Springer, 1996.

Click for copyable input
X

Движение системы можно задать с помощью семи углов, обозначаемые здесь как -. Уравнения движения выводятся при помощи Гамильтоновых принципов, что даёт систему уравнений формы , где - это матрица массы, - это вектор сил, - это вектор связей, и - это множитель Лагранжа.

In[2]:=
Click for copyable input
X

Зададим матрицу массы , определяющую систему.

In[3]:=
Click for copyable input
X

Зададим различные силы , действующие на систему.

In[4]:=
Click for copyable input
X
In[5]:=
Click for copyable input
X

Зададим вектор связей , связанный с различными шарнирами.

In[6]:=
Click for copyable input
X

Построим уравнения и уравнения связей для определённых значений параметров.

In[7]:=
Click for copyable input
X

Зададим начальные условия системы, где система пребывает в покое и имеет определённые значения углов.

In[8]:=
Click for copyable input
X

Находим решение системы и строим график углов и сил. Движение шарниров становятся более быстрыми с течением времени. Цвета кривых соответствуют цветам шарниров.

In[9]:=
Click for copyable input
X
Out[10]=
Out[11]=
Out[12]=
Play Animation »
Stop Animation »
Click to play animation