基于 LuGre 动力学与极限曲面的平面摩擦建模

在平面运动过程中，接触表面表现出切向与旋转摩擦力之间的耦合。本文提出基于 LuGre 模型与极限曲面理论的平面摩擦模型。首先，提出分布式平面扩展状态模型，并将 Elasto-Plastic 模型推广至多维摩擦。随后，我们推导出一个与预计算极限曲面耦合的降阶平面摩擦模型，其计算代价更低。讨论了通过椭球对极限曲面进行近似的方法。在各种仿真中对平面摩擦模型的特性进行了评估，结果表明降阶平面摩擦模型取得了与分布式模型相当的性能，同时计算代价降低约 80 倍。