[00130270]刚体空间运动方位坐标变换系统V1.0

刚体的空间的一般运动可分解为两种运动的叠加,即随质心的平移运动与绕质心的定点转动（为动力学分析方便,其定点一般选在质心）。刚体质心的平移运动可用笛卡尔坐标（x, y, z）来表示,而绕质心的定点运动可以用方向余弦阵、欧拉角（ Euler angles）、卡尔丹角（Cardano）和欧拉四元数来表示。事实上,无论是方向余弦矩阵还是欧拉四元数来描述刚体运动,其独立参数都为3个。在利用方向余弦反求欧拉角或者是卡尔丹角时会存在一些特殊位置,即欧拉角或者卡尔丹角的奇异情况,分别为θ= （对于欧拉角而言）或者β= （对于卡尔丹角而言）,其中n为整数。而欧拉四元数不存在任何的奇异点,是与欧拉角或卡尔丹角相对的主要优点。一般而言,对于刚体来说一般称之为姿态,即刚体的三个姿态,而对于固结于刚体的连体坐标系用于描述刚体的运动称之为方位。由于每个人的习惯不同或者针对的工程问题不同,工程技术人员在对刚体进行运动分析的时候所选取的用于描述刚体定点运动的方式就不太一样。对此,开发了刚体空间运动方位坐标变换系统。该仿真系统目的在于方便统一表示刚体定点的运动,实现欧拉角、卡尔丹角、欧拉四元数和方向余弦阵的相互转换,方便不同工程技术人员的使用。通过实现刚体空间定点运动描述的统一化,能够提高工程技术人员的设计效率,缩短产品研发的周期。