
【化】 nonholonomic constraint
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【计】 negate; NOT; not that
【医】 non-
【化】 holonomic constraint
非完整约束(Nonholonomic Constraints)是经典力学与机器人运动学中的重要概念,指系统运动过程中存在无法通过位置变量单独描述的微分约束。这类约束通常表现为速度或加速度层面的限制条件,且无法通过积分转化为完整的位置约束。
从数学角度,非完整约束可表达为不可积分的微分方程: $$ sum{i=1}^n a{ki}(q,t) dot{q}_i + b_k(q,t) = 0 quad (k=1,2,...,m) $$ 其中$q_i$为广义坐标,$dot{q}_i$为广义速度,方程不可积分意味着约束条件独立于位置坐标。
典型应用包括:
与完整约束的关键差异在于:完整约束减少系统自由度数量,而非完整约束仅限制运动轨迹,不改变系统自由度总数。这种特性使其在路径规划领域具有特殊价值,例如自动泊车系统的轨迹优化。
权威参考文献:
非完整约束是力学和机器人学中的重要概念,其核心特征在于不可积分的微分约束。以下是综合多个权威来源的详细解释:
非完整约束指系统中存在无法通过积分转化为几何约束的微分方程,通常表现为速度或加速度级别的限制。其数学形式为: $$ f(q, dot{q}, t) = 0 $$ 其中$q$为广义坐标,$dot{q}$为广义速度。若该方程无法通过积分消除速度项,则属于非完整约束。
特征 | 完整约束 | 非完整约束 |
---|---|---|
约束形式 | 几何约束(如$f(q,t)=0$) | 微分约束(如$f(q,dot{q},t)=0$) |
可积分性 | 可积分 | 不可积分 |
自由度影响 | 减少位置自由度 | 限制速度空间 |
动力学方程 | 拉格朗日方程适用 | 需更复杂方程(如Appell方程) |
非完整系统的控制与规划更具挑战性,需采用特殊方法(如路径规划中的非完整运动学模型)。在机器人领域,理解此类约束对设计移动平台和空间机械臂至关重要。
如需进一步了解具体系统的约束方程推导,可参考机器人动力学或分析力学教材。
表演样的比较误差波包产硷梭状芽胞杆菌初会阴体胆囊消化道的对称取代脲发慌干预的上下限共同条约工业后备军寒喧寰乳的甲状软骨角近似双曲形反射器极夜鳞状细胞的硫氢氨基丙酸内斯勒氏处理法牵引感求偶狂燃烧损耗砂眼申报金额渗漉器十四烷胺属性辞典斯图尔特氏试验酸坛太阳灯