多体系统动力学主要应用于复杂机械系统的模型分析,在工程机械、车辆、航空航天、机器人等诸多领域有着广泛的应用背景。由于其巨大的理论意义和应用价值,多体系统动力学是当前应用力学方面非常活跃的研究领域之一。经过国内外学者的努力,多体系统动力学的建模理论和求解方法都取得了显著的成果,但实际工程中也不断地提出一些新的问题有待解决。其中含有冗余约束和奇异构型的闭环多体系统的建模和求解问题,在很多方面还不够成熟,而这类系统又是工程中最常见的机械系统。本文在综合现有方法的基础上,对这类系统进行了研究,所做的主要工作如下：(1)基于邻接物体间的运动学递推关系,以及末端物体对其内接物体的作用力,明确了传统开环系统递推建模方法的力学涵义：末端物体对系统动力学的影响体现为末端物体与其内接物体间惯性和力的传递,并且传递关系可定量描述。按此传递关系修改内接物体的惯性矩阵和所受的广义力,原系统就可减缩为一个删除了末端物体的等效系统。重复该减缩过程就可以将开环系统动态减缩为只有一个物体的简单系统,从而可在不形成总体系统质量矩阵的情况下,以递推的形式得到系统加速度。减缩完成后系统中任意物体其更新的惯性矩阵和广义力即为该物体作为末端物体时相应的惯性矩阵和广义力,这一性质为求解铰约束反力提供了很大便利。(2)将切断铰约束反力作为系统的外力,利用开环系统物体间惯性和力的传递关系使原系统动态减缩为只含一个物体的等效系统,同时以递推方式将闭环约束方程中的系统加速度替换为切断铰约束反力,从而给出了程式化的闭环多体系统递推建模方法,并编写了相应的软件,通过数值算例验证了所提方法的有效性。(3)理论上严格证明了：从冗余约束中选取不同独立约束组,相应的系统运动学是一致的,并解释了实际计算中出现计算结果不一致的根本原因；将约束稳定化和违约修正相结合,提出了一种可分析含奇异构型多体系统的数值算法。(4)给出了冗余约束下铰约束反力唯一性的判断准则。针对两个铰连接同一对物体引起的铰约束反力无法确定的难题,提出了铰合成原理,并给出了合成两个旋转铰或圆柱铰的具体公式。