Моделирование пружин в системах виртуального окружения с помощью метода мягких ограничений

В работе рассматривается задача моделирования динамики систем тел, соединенных пружинами поступательного и вращательного типа. Предлагается подход, в рамках которого силовая модель пружины произвольного типа описывается в виде мягкого ограничения относительно скоростей тел и импульса. Данное ограничение формулируется на основе неявной схемы Эйлера для численного интегрирования дифференциальных уравнений движения тел. Моделирование динамики системы тел осуществляется в реальном времени с помощью метода последовательных импульсов, позволяющего моделировать пружины c любыми значениями их параметров. Апробация предложенных алгоритмов и методов была проведена в подсистеме динамики имитационно-тренажерного комплекса, разработанного в ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, и показала их применимость в системах виртуального окружения.