蠕虫型移动系统的动力学建模与对比分析

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本文研究了在线粘性摩擦下受一种正弦平方应变波驱动的连续蠕虫型直线运动系统。目前随着对仿蠕虫机器人研究的深入,人们越来越关注通过建立这类运动连续的模型,来考虑不同情况下的运动。但关于这方面的研究大多仅考虑了这种运动形式的准静态情况,不能研究摩擦对运动的影响,以及并未说明能否忽略惯性项的条件。本文在此基础上建立了移动系统的动力学模型,并计算这种情况以及准静态近似下同周期运动的近似位移,并通过比较发现,同周期下准静态的位移始终大于含有惯性的位移,但在波速和波段长一定情况下随着两个参数(粘性系数与蠕虫体线密度之间的比或蠕虫体长)的逐渐减小,差值较大,但随着参数逐渐一直增加,两者差别越来越小。这表明在线密度和波速一定时,接触面粘性系数或体长越大(或驱动波段长度越小),此时用准静态情况研究其运动越精确。同时,基于给定的相对误差值,本文给出了惯性项不能忽略的条件。
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