QuIRK 多体动力学软件包：用于构建和分析受约束刚体系统的工具 - MATLAB开发

简介：
QuIRK是一款专为MATLAB设计的多体动力学软件包，提供强大的功能来建立及解析包含复杂约束条件下的刚体系统模型，适用于工程与科研领域。 QuIRK 是一个交互式的 Matlab 命令行界面工具，用于构建刚体与关节约束系统，并求解这些系统的运动方程，在各种力表达式作用下进行分析、显示及动画演示，同时提取有关状态历史记录及能量信息的细节。其设计目标在于模块化和用户友好性而非计算效率。 QuIRK 采用物体四元数姿态表示法来实现全面的一般性和通用性，并且关节约束是基于物体四元数二阶导数定义的。因此，可以说 QuIRK 是一种“刚体动力学的四元数状态接口”。该工具利用 Udwadia-Kalaba 伪逆方法构建受限制系统的运动方程，并由 Udwadia 和 Phohomsiri 进行了奇异质量矩阵增强处理，进一步添加了一些适应于四元数状态的功能。 QuIRK 是在研究生研究项目中开发的。它支持复杂的多体系统（不限制物体数量或约束的数量），只要计算资源足够强大即可运行，并能模拟这些对象在用户指定力、物体力和势能函数作用下的运动情况。此外，提供了一组预定义关节约束类型，但只要有基本了解 Udwadia-Kalaba 方法的基础知识，就可以自定义新的约束条件。