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多体系统传递矩阵法是近20年发展起来的一种全新多体系统动力学方法,因具有无需建立系统总体动力学方程、矩阵阶次低、程式化高、计算速度快等优点,适用于线性、非线性、时不变、时变、受控、多刚体、多柔体、一般多体系统等各类多体系统动力学问题,被广泛应用于自行火炮、舰炮、多管火箭、太阳帆板、机器人等机械系统动力学设计与分析。
作为国家国防“973”项目的重要研究成果之一,本文以多管火箭武器系统为背景,以多体系统传递矩阵法为手段,通过理论、计算、试验三方面研究,解决非线性多管火箭发射动力学快速计算、计算精度、物理参数识别等问题,取得如下成果:
1)首次初步建立了基于多体系统离散时间传递矩阵法的非线性多管火箭发射动力学模型、传递方程、传递矩阵,实现了非线性多管火箭总传递方程的自动推导和发射动力学快速计算,计算结果得到了试验验证,为一般多管火箭动力学计算提供了新方法。
2)建立了多体系统离散时间传递矩阵法的自适应变步长算法,提高了多体系统动力学的计算精度。
3)提出了基于多体系统传递矩阵法的多体系统物理参数识别方法,试验验证了该方法对某多管火箭各联接刚度识别的有效性,为获取多管火箭动力学计算分析所需参数提供了手段。