Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция 16. Кинематика Гл.4 18пт.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
2.65 Mб
Скачать

3.3. Алгоритм построения решения задачи Дарбу

Из доказанных свойств 1,2,3 вытекает следующий алгоритм построения решения задачи Дарбу.

Для построения матрицы ориентации твердого тела достаточно получить два взаимно ортогональных решения и уравнения (4.5.10):

, (4.5.10)

или уравнения (4.5.5):

, (4.5.5)

удовлетворяющих условиям

.

Действительно, построим решение уравнения (4.5.5) с начальными условиями, совпадающими в момент времени с направляющими косинусами вектора абсолютной системы координат относительно связанных осей.

Очевидно, такое решение будет определять положение вектора в связанной системе в любой момент времени .

Другими словами, компоненты решения  будут являться элементами первой строки матрицы  в любой момент времени  .

Затем возьмем в качестве начальных условий в момент  направляющие косинусы вектора  абсолютной системы координат в связанной системе.

По ним построим решение  уравнения (4.5.5).

Компоненты этого решения будут давать положение вектора  в связанной системе в любой момент времени и совпадать с элементами второй строки матрицы  .

В силу свойства 2 решений уравнения (4.5.5) вектор  , определяемый по векторам и согласно формуле

, (4.5.13)

является ее решением.

Иначе говоря, компоненты вектора при любых  будут совпадать с элементами третьей строки матрицы ориентации  .

В (4.5.13) векторы и строятся через решения и уравнения (4.5.5) по формуле (4.5.9).

В итоге, после проведения описанных действий, получаем решение матричного уравнения Пуассона (4.5.7)

(4.5.7)

в виде матрицы  :

.

Здесь и — решения уравнения (4.5.5) с указанными выше начальными условиями.

Если компоненты столбца обозначим , а столбца  — ,  , то элементы третьего столбца матрицы  (их обозначим ,  ) связаны с ними следующими соотношениями:

, ,

.

Если начальные условия в задаче Дарбу задаются через значения углов ориентации, то для построения решения по описанному алгоритму необходимо:

  • предварительно вычислить матрицу ориентации в заданный момент времени по формулам связи элементов этой матрицы с углами ориентации, подставив в них заданные начальные значения углов;

  • использовать вычисленные элементы первой и второй строки матрицы ориентации в качестве начальных условий для построения решений и .