多体系统动力学灵敏度分析：传递矩阵直接微分法

"多刚体系统灵敏度分析的传递矩阵直接微分法，屠天雄，王国平，芮筱亭，周秦渤，南京理工大学发射动力学研究所" 在多刚体系统设计和优化过程中，动力学灵敏度分析起着至关重要的作用，它能够有效地提升设计效率并确保系统的性能。本文主要探讨了一种新的分析方法——基于多体系统传递矩阵法的直接微分法，该方法结合了传递矩阵法的快速计算优势与直接微分法的精确性，以实现对多体系统动力学特性的敏感性分析。 多体系统传递矩阵法是一种常用的处理复杂系统动力学问题的方法，它通过将系统分解为多个子系统，利用传递矩阵来描述各子系统之间的动力学关系。这种方法的主要优点在于可以简化计算，快速得到系统响应。然而，当涉及到灵敏度分析时，传统的传递矩阵法可能需要对整体动力学模型进行繁琐的微分操作。 直接微分法则是一种直接对系统参数进行微分以获取系统响应对参数变化敏感度的方法，它避免了构建和求解大规模偏微分方程的复杂性。在本文中，作者屠天雄、王国平等提出了一种将两者结合的新方法，即基于多体系统传递矩阵的直接微分法。他们详细阐述了如何分析各元件传递矩阵的灵敏度，以及如何求解总传递方程的灵敏度，同时给出了新方法的计算步骤和特性。 该方法的关键在于，它不需要先求解整个系统的总体动力学方程，而是直接对传递矩阵进行微分，这大大减少了计算负担。通过与传统方法的计算结果对比，新方法显示出了高效性和准确性。它不仅计算速度快，而且适用范围广泛，能方便地应用于各种多体系统动力学的灵敏度分析。 此外，该研究还得到了高等学校博士学科点专项科研基金和国家自然科学基金的支持，展示了其在学术研究和工程实践中的重要价值。作者屠天雄作为博士生，其主要研究方向是发射动力学和动力学优化设计，而通信联系人王国平教授则是这一领域的专家，专注于发射动力学和多体系统动力学的研究。 这篇首发论文提出的直接微分法结合多体系统传递矩阵的新方法，为多刚体系统的动力学优化设计提供了一种高效且实用的工具，对于提升系统设计的精度和速度具有显著意义。