2リンクマニピュレータの運動方程式の導出の備忘録

シンボル変数を使ったことが今までありませんでした。

  • PythonでSympyを使えば苦手な代数計算ができる
  • Jupyter notebookを使えばLatex形式で数式を簡単に表示できる&ブログに表示できる
  • 備忘録として計算結果を残す方法として有効

などの利点がありそうなので、使ってみました。

2リンクマニピュレータの運動方程式を例に代数方程式を解きます。
下記ブログを参照させていただきました。ほぼそのまま使わせていただいております。

2リンクマニピュレータの運動方程式とシミュレーション | イノマタの趣味部屋

手順としては
設定の数式化
ラグランジュの運動方程式の各項の計算
 運動エネルギー項 T
 ポテンシャルエネルギー U
 散逸エネルギー D
 を計算
ラグランジュの運動方程式に代入
方程式を整理してLatex形式で表示
となっています。
 
なお、ポテンシャルエネルギーUと散逸エネルギー項Dについては0としています。


感想

もう少し数式の整理を自動でできればよいのですが、見づらくなってしました。
しかし、Latex表示等が簡単にできるので、デバッグがしやすそうです。
手計算で計算すると運動エネルギーの速度の2乗の足し算を加法定理等で整理するのが面倒ですが、整理された形で計算結果が出てくるので嬉しいですね。