Planar Friction Modelling with LuGre Dynamics and Limit Surfaces

要約

平面運動における接触面は、接線方向の摩擦力と回転方向の摩擦力との間に結合を示します。
この論文では、LuGre モデルと限界曲面理論に基づいた平面摩擦モデルを提案します。
まず、分散平面拡張状態モデルを提案し、弾塑性モデルを多次元摩擦に対して拡張します。
続いて、計算コストを削減する、事前に計算された限界曲面と組み合わせた平面摩擦低減モデルを導出します。
楕円体による限界曲面近似について説明します。
平面摩擦モデルの特性はさまざまなシミュレーションで評価され、平面摩擦低減モデルが分散モデルと同等のパフォーマンスを達成しながら、計算コストが約 80 分の 1 低いことが実証されました。

要約(オリジナル)

Contact surfaces in planar motion exhibit a coupling between tangential and rotational friction forces. This paper proposes planar friction models grounded in the LuGre model and limit surface theory. First, distributed planar extended state models are proposed and the Elasto-Plastic model is extended for multi-dimensional friction. Subsequently, we derive a reduced planar friction model, coupled with a pre-calculated limit surface, that offers reduced computational cost. The limit surface approximation through an ellipsoid is discussed. The properties of the planar friction models are assessed in various simulations, demonstrating that the reduced planar friction model achieves comparable performance to the distributed model while exhibiting ~80 times lower computational cost.

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