Кинематика и динамика твердого тела. Амелькин Н.И. - 23 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

, ;
~
~
~
3 2, 1,=== kiie
kkk
ΝΝΜΛΛΜ
т. е. кватернион
Ν
определяется формулой
.
Λ
Μ
Ν
=
(2.14)
В случае n поворотов, задаваемых кватернионами
,,...,
n
,
21
Λ
Λ
Λ
формула сложения поворотов имеет вид
.,...,
11
Λ
Λ
Λ
Λ
=
nn
(2.15)
Эта формула легко доказывается методом индукции.
Использование формулы (2.15) не вызывает затруднений,
когда кватернионы составляющих поворотов
n
Λ
,...,
2
,
1
заданы своими компонентами в одном и том же базисе. В
этих случаях по формуле (2.15) вычисляются компоненты
результирующего кватерниона в этом же базисе.
Λ
Λ
Если же кватернионы составляющих поворотов заданы в
разных базисах, то необходимо использовать формулы (2.13)
для представления всех кватернионов в ортах того базиса, в
котором требуется найти результирующий кватернион.
Условимся называть собственным базисом
кватерниона
Λ
тот базис, поворот из которого задается этим
кватернионом. Компоненты кватерниона
Λ
в его
собственном базисе называются параметрами Родрига
Гамильтона и обозначаются . Если, например, кватернион
k
λ
Λ
задает поворот из базиса ,
Ο
Ι
то параметрами Родрига
Гамильтона являются проекции
Λ
на базис т. е.
,
Ο
Ι
00
λλ
=
. );,( 3,2,1 ===
k
k
I
kk
i
,
λλλ
(2.16)
Получим формулу сложения поворотов в параметрах
РодригаГамильтона.
В рассмотренной задаче сложения двух поворотов (рис. 6)
для кватернионов
и
Ν
параметрами Родрига
Гамильтона являются их компоненты в базисе
а для
кватерниона
компоненты в базисе Поэтому
,
Ο
Ι
Μ
.
Ι
Ο
25
                ~ ~        ~
    ek = Μ Λ ik Λ Μ = Ν ik Ν ; k = 1, 2, 3,
           Ν
т. е. кватернион    определяется формулой
    Ν = Μ Λ.                                          (2.14)
  В случае n поворотов, задаваемых кватернионами
Λ 1, Λ 2 ,..., Λn , формула сложения поворотов имеет вид
    Λ = Λ n Λ n −1 ,..., Λ1 .                                  (2.15)
Эта формула легко доказывается методом индукции.
   Использование формулы (2.15) не вызывает затруднений,
когда кватернионы составляющих поворотов Λ 1, Λ 2 ,..., Λn
заданы своими компонентами в одном и том же базисе. В
этих случаях по формуле (2.15) вычисляются компоненты
результирующего кватерниона в этом же базисе.
   Если же кватернионы составляющих поворотов заданы в
разных базисах, то необходимо использовать формулы (2.13)
для представления всех кватернионов в ортах того базиса, в
котором требуется найти результирующий кватернион.
   Условимся называть собственным базисом кватерниона
Λ тот базис, поворот из которого задается этим
кватернионом. Компоненты кватерниона Λ             в его
собственном базисе называются параметрами Родрига–
Гамильтона и обозначаются       λ∗k . Если, например, кватернион
Λ   задает поворот из базиса ΟΙ , то параметрами Родрига–
Гамильтона являются проекции         Λ   на базис ΟΙ , т. е.
    λ∗0 = λ0 , λ = λ = (λ , ik ); k = 1,2,3.
               ∗
               k
                     I
                     k                              (2.16)
   Получим формулу сложения поворотов в параметрах
Родрига–Гамильтона.
   В рассмотренной задаче сложения двух поворотов (рис. 6)
для кватернионов Λ и Ν            параметрами Родрига–
Гамильтона являются их компоненты в базисе ΟΙ , а для
кватерниона Μ – компоненты в базисе ΟΙ ′. Поэтому

                                25