Аннотация:
В данной работе развиваются результаты Адамара и Гамеля о возможности подстановки неголономных связей в лагранжиан системы без изменения вида уравнений движения. Формулируются условия корректности такой подстановки для частного случая неголономных систем в наиболее простом и универсальном виде. Данные условия приводятся в терминах как обобщенных скоростей, так и квазискоростей. Также в работе обсуждается вывод и редукция уравнений движения произвольного колесного экипажа. В частности, доказана эквивалентность (с точностью до дополнительных квадратур) задач о произвольном колесном экипаже и аналогичном экипаже, у которого колеса заменены на коньки. В качестве примеров разобраны задачи об одноколеснике и о колесном экипаже с двумя вращающимися колесными парами.
Работа А.В.Борисова и И.С.Мамаева выполнена в рамках базовой части государственного задания вузам. Работа А.А.Килина поддержана грантами РФФИ №15-38-20879 мол_а_вед и №15-08-09261-а.
Поступила в редакцию: 12.10.2015 Исправленный вариант: 09.11.2015
Образец цитирования:
А. В. Борисов, А. А. Килин, И. С. Мамаев, “О проблеме Адамара–Гамеля и динамике колесных экипажей”, Нелинейная динам., 12:1 (2016), 145–163; Regul. Chaotic Dyn., 20:6 (2015), 752–766
E.M. Artemova, I.A. Bizyaev, “Dynamics of a multilink wheeled vehicle: Partial solutions and unbounded speedup”, International Journal of Non-Linear Mechanics, 165 (2024), 104774
Luis C. García-Naranjo, Juan C. Marrero, David Martín de Diego, Paolo E. Petit Valdés, “Almost-Poisson Brackets for Nonholonomic Systems with Gyroscopic Terms and Hamiltonisation”, J Nonlinear Sci, 34:6 (2024)
С. Н. Бурьян, “«Парадоксальный» механизм П. Л. Чебышёва”, Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер.: Математика. Механика. Информатика, 24:4 (2024), 536–551
А. А. Ардентов, Е. М. Артемова, “Анормальные экстремали в субримановой задаче для общей модели робота с прицепом”, Матем. сб., 214:10 (2023), 3–24; A. A. Ardentov, E. M. Artemova, “Abnormal extremals in the sub-Riemannian problem for a general model of a robot with a trailer”, Sb. Math., 214:10 (2023), 1351–1372
Ivan A. Bizyaev, Ivan S. Mamaev, “Roller Racer with Varying Gyrostatic Momentum:
Acceleration Criterion and Strange Attractors”, Regul. Chaotic Dyn., 28:1 (2023), 107–130
Е. А. Микишанина, “Неголономные механические системы на плоскости с переменным углом наклона”, Журнал СВМО, 25:4 (2023), 326–341 [E. A. Mikishanina, “Nonholonomic mechanical systems on a plane with a variable slope”, Zhurnal SVMO, 25:4 (2023), 326–341]
Mate Antali, “Bifurcations of the limit directions in extended Filippov systems”, Physica D: Nonlinear Phenomena, 445 (2023), 133622
Evgeniya Mikishanina, “The problem of acceleration in the dynamics of a double-link wheeled vehicle with arbitrarily directed periodic excitation”, Theor appl mech (Belgr), 50:2 (2023), 205
Е. М. Артемова, А. А. Килин, Ю. В. Коробейникова, “Исследование орбитальной устойчивости прямолинейных качений роллер-рейсера по вибрирующей плоскости”, Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки, 32:4 (2022), 615–629
Ivan Bizyaev, Sergey Bolotin, Ivan Mamaev, “Normal forms and averaging in an acceleration problem in nonholonomic mechanics”, Chaos, 31:1 (2021), 13132–28
Kirill S. Yefremov, Tatiana B. Ivanova, Alexander A. Kilin, Yury L. Karavaev, 2020 International Conference Nonlinearity, Information and Robotics (NIR), 2020, 1
A. V. Borisov, E. A. Mikishanina, S. V. Sokolov, “Dynamics of Multi-Link Uncontrolled Wheeled Vehicle”, Russ. J. Math. Phys., 27:4 (2020), 433–445
Ivan A. Bizyaev, Alexey V. Borisov, Sergey P. Kuznetsov, “The Chaplygin sleigh with friction moving due to periodic oscillations of an internal mass”, Nonlinear Dyn, 95:1 (2019), 699
Mate Antali, Gabor Stepan, “Nonsmooth analysis of three-dimensional slipping and rolling in the presence of dry friction”, Nonlinear Dyn, 97:3 (2019), 1799
Alexey Borisov, Alexander Kilin, Ivan Mamaev, “Invariant Submanifolds of Genus 5 and a Cantor Staircase in the Nonholonomic Model of a Snakeboard”, Int. J. Bifurcation Chaos, 29:03 (2019), 1930008
Ivan A. Bizyaev, Alexey V. Borisov, Ivan S. Mamaev, “Dynamics of a Chaplygin sleigh with an unbalanced rotor: regular and chaotic motions”, Nonlinear Dyn, 98:3 (2019), 2277
I. A. Bizyaev, A. V. Borisov, V. V. Kozlov, I. S. Mamaev, “Fermi-like acceleration and power-law energy growth in nonholonomic systems”, Nonlinearity, 32:9 (2019), 3209–3233
Andrey A. Ardentov, Yury L. Karavaev, Kirill S. Yefremov, “Euler Elasticas for Optimal Control of the Motion of Mobile Wheeled Robots: the Problem of Experimental Realization”, Regul. Chaotic Dyn., 24:3 (2019), 312–328
Oleg Kirillov, “Locating the Sets of Exceptional Points in Dissipative Systems and the Self-Stability of Bicycles”, Entropy, 20:7 (2018), 502
Ivan A. Bizyaev, Alexey V. Borisov, Ivan S. Mamaev, “Exotic Dynamics of Nonholonomic Roller Racer with Periodic Control”, Regul. Chaotic Dyn., 23:7 (2018), 983–994