非保守力学系统的Lie对称性和守恒量

本文讨论非保守力学系统的Ｌｉｅ对称性，给出由Ｌｉｅ对称性得到力学系统守恒量的条件，并给出了说明性的例子，在文章最后，还说明对于非保守系统，它的Ｎｏｅｔｈｅｒ对称性并不一定是其自身的Ｌｉｅ对称性。     

相空间中有二阶线性单面约束的非完整系统的Lie对称性与守恒量

研究相空间中有二阶线性单面约束的非完整系统的Lie对称性与守恒量。首先根据微分方程在无限小变换下的不变性建立Lie对称性所满足的确定方程和限制方程，给出结构方程和守恒量；其次讨论系统的Lie对称性逆问题。最后举一实例说明结果的应用。     

变质量非完整系统的Lie对称性逆问题

本文研究质量非完整系统的Lie对称性逆问题：根据已知积分求相应的Lie对称性,具体研究了受Chetaev型和非Chetaev型非完整约束的变质量系统的Lie对称性逆问题。首先,根据Lie对称所满足的确定方程和限制方程,给出Lie对称的结构方程和相应的守恒量及其表达式;其次,由已知守恒量求出相应的Noether对称性;最后,根据Noether对称性求出相应的Lie对称性。     

基于分数阶模型的非完整系统的Mei对称性及其守恒量

为了进一步揭示非完整系统的对称性和守恒量之间的内在关系，提出并研究基于分数阶模型的非完整系统的Mei对称性及其守恒量．首先，根据分数阶d’Alembert-Lagrange原理建立基于分数阶模型的非完整系统的动力学方程．其次，根据动力学方程中的动力学函数经无限小变换后仍满足原方程的不变性，建立分数阶模型下非完整系统的Mei对称性定理，给出Mei守恒量．再次，讨论了几个特例：分数阶Hamilton系统、经典非完整系统和受非完整约束的分数阶Lagrange系统的Mei对称性定理．文末举例说明结果的应用．     

Lagrange-Maxwell系统的Lie对称性与守恒量

由微分方程在无限小主为换下的不变性,定义Ｌａｇｒａｎｇｅ－Ｍａｘｗｅｌｌ方程元限元小变失生成元,给出Ｌｉｅ对称性的确定方程,得到结构方程和守恒量。     

ЧАПЛЫГИН方程的代数结构

研究非完整系统Чаплыгин方程的代数结构．首先给出Чаплыгин方程的逆变代数形式，其次证明它具有相容代数结构并给出它具有Ｌｉｅ代数结构的条件，最后举例说明结果的应用     

非完整蛇形机器人系统的Lie对称性和守恒量

研究了蛇形机器人系统的Lie对称性和守恒量,给出该系统的Lie对称性积分方法。将蛇形机器人等效为一个由n节连杆构成的动力学系统,选择了恰当的广义坐标,给出蛇形机器人的动能、势能、Lagrange函数,以及所受的非完整约束,建立了蛇形机器人系统的第二类Lagrange方程;引入关于时间和广义坐标的无限小变换、相应的无限小变换的生成元矢量场及其扩展形式,基于蛇形机器人系统的运动微分方程在无限小变换下的不变性,给出了蛇形机器人系统的Lie对称性确定方程和限制方程,提出了该系统的Lie对称性定理,并以3自由度非完整蛇形机器人系统为例研究其Lie对称性和守恒量,验证了本文提出的Lie对称性理论。     

事件空间中Herglotz型非保守Lagrange系统的Noether定理

研究事件空间中Herglotz型非保守Lagrange系统的Noether定理．首先,将Herglotz广义变分原理推广到事件空间,并基于该原理导出事件空间中Herglotz型Lagrange方程;其次,引入无限小变换,研究HamiltonHerglotz作用量的不变性,建立事件空间中Herglotz型Noether对称性的定义,并给出其判据方程;第三,提出并证明事件空间中Herglotz型Noether定理和Noether逆定理．最后,以Emden方程和黏性阻尼振子为例介绍Herglotz型Noether定理的应用．     

新型Poisson括号意义下的无穷维Lie代数

本文首先针对ＫｄＶ方程的Ｈａｍｉｌｔｏｎ形式，建立一种比较容易验证的新型Ｐｏｉｓｓｏｎ括号和无穷维Ｌｉｅ代数．其次，研究ＫｄＶ方程的Ｈａｍｉｌｔｏｎ形式的第一积分与新型Ｐｏｉｓｏｎ括号的关系，得到判定第一积分的充分必要条件．最后，构造ＫｄＶ方程的第一积分．     

非完整系统的Lie对称性与Noether对称性

研究非完整系统的Lie对称性与Noether对称性及其间的关系,具体研究了Chetaev型变量质量非完整系统和非Chetaev型非完整系统的Lie对称性与Noether对称性。给出Lie对称性导致Noether对称性及Noether对称性导致Lie对称性的条件。     

On the Noether symmetry and Lie symmetry of mechanical systems

The Noether symmetry is an invariance of Hamilton action under infinitesimal transformations of time and the coordinates. The Lie symmetry is an invariance of the differential equations of motion under the transformations. In this paper, the relation between these two symmetries is proved definitely and firstly for mechanical systems. The results indicate that all the Noether symmetries are Lie symmetries for Lagrangian systems meanwhile a Noether symmetry is a Lie symmetry for the general holonomic or nonholonomic systems provided that some conditions hold. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (19972010)     

具有可积微分约束的力学系统的Lie对称性

研究具有可积微分约束的力学系统的Ｌｉｅ对称性与守恒量。采用两种方法：一是用不可积微分约束系统的方法;另一是用积分后降阶系统的方法,研究两种方法之间的关系。     

Lie symmetries and conserved quantities of rotational relativistic systems

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎ1979,Ｒ.ＢｅｎｇｔｓｓｏｎａｎｄＳ.Ｆｒａｎｅｎｄｏｒｆａｃｃｕｒａｔｌｙｍｅａｓｕｒｅｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｓｐｉｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆ14ｋｉｎｄｓｏｆｎｕｃｌｅｏｎｓ,ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｓｐｉｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｏｎｅｎｕｃｌｅｏｎｗａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｏｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｏｔｈｅｒｓ[1].Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,…     

变质量完整力学系统的Hojman守恒量

研究完整力学系统由Noether对称性导致的Hojman守恒量．列写系统的运动微分方程；在时间不变的特殊无限小变换下，研究系统的Noether对称性与Lie对称性，给出Noether对称性为Lie对称性的条件；将Hojman定理推广至变质量系统，并举例说明结果的应用．     

Conformal invariance for the nonholonomic constrained mechanical system of non-Chetaev’s type

The conformal invariance and conserved quantity for the nonholonomic system of non-Chetaev’s type are studied. Firstly, by introducing a one-parameter infinitesimal transformation group and its infinitesimal generator vector, the definition of conformal invariance and determining equation for the holonomic system which corresponds to a nonholonomic system of non-Chetaev’s type are provided, and the relationship between the system’s conformal invariance and Lie symmetry are discussed. Secondly, the conformal invariance of weak and strong Lie symmetry for the nonholonomic system of non-Chetaev’s type is given using restriction equations and additional restriction equations. Thirdly, the system’s corresponding conserved quantity is derived with the aid of a structure equation that the gauge function satisfies. Lastly, an example is given to illustrate the application of the method and its result.     

Lie symmetry and approximate Hojman conserved quantity of Appell equations for a weakly nonholonomic system

For a weakly nonholonomic system, the Lie symmetry and approximate Hojman conserved quantity of Appell equations are studied. Based on the Appell equations for a weakly nonholonomic system under special infinitesimal transformations of a group in which the time is invariable, the definition of the Lie symmetry of the weakly nonholonomic system and its first-degree approximate holonomic system are given. With the aid of the structure equation that the gauge function satisfies, the exact and approximate Hojman conserved quantities deduced directly from the Lie symmetry are derived. Finally, an example is given to study the exact and approximate Hojman conserved quantity of the system.     

Perturbation to symmetry and adiabatic invariants of discrete nonholonomic nonconservative mechanical system

Perturbation to Noether symmetries and adiabatic invariants of discrete nonholonomic nonconservative mechanical systems on an uniform lattice are investigated. Firstly, we review Noether symmetry and conservation laws of a nonholonomic nonconservative system. Secondly, we study continuous Noether symmetry of a discrete nonholonomic system, give the Noether symmetry criterion and theorem of discrete corresponding holonomic system and nonholonomic system. Thirdly, we study perturbation to Noether symmetry of the discrete nonholonomic nonconservative system, give the criterion of perturbation to Noether symmetry for this system, and based on the definition of adiabatic invariants, we construct the theorem under which can lead to Noether adiabatic invariants for this system, and the forms of discrete Noether adiabatic invariants are given. Finally, we give an example to illustrate our results.     

Hamilton系统的一类新型守恒律

研究Hamilton系统的Lie对称性与守恒律。根据微分方程在无限小群变换下的不变性理论，建立了Hamilton系统仅依赖于正则变量的无限小群变换的Lie对称变换，给出了Lie对称性的确定方程，并直接由系统的Lie对称性得到了系统的一类新型定恒律。文末，举例说明结果的应用。     

爬壁机器人系统的Noether对称性和守恒量

爬壁机器人的运动是一种模仿壁虎爬行的运动, 爬壁机器人的运动可分解为四肢带动身体的运动, 先前的研究都是基于牛顿力学的方法. 本文采用Lagrange 力学的方法建立爬壁机器人系统的运动方程, 并运用Lie群分析方法建立该系统的Noether对称性理论, 得出爬壁机器人的运动规律. 首先, 给出非完整爬壁机器人系统的动能、势能和Lagrange函数以及所受的非完整约束, 从而建立了非完整爬壁机器人系统的Lagrange方程; 其次, 引入关于时间和广义坐标的无限小变换, 提出了非完整爬壁机器人系统的Hamilton作用量和Hamilton作用量的基本变分公式; 第三, 给出爬壁机器人系统 Noether对称性变换和广义准对称变换的定义, 判据和存在的Noether守恒量, 并提出了非保守完整系统和非保守非完整爬壁机器人系统的Noether定理; 最后, 以圆锥面上爬壁机器人为例, 对给出的守恒量直接进行积分给出圆锥面上爬壁机器人整体运动的精确解和四肢运动的数值解, 发现了该爬壁机器人的运动规律, 很好地验证了非完整爬壁机器人系统的Noether对称性理论. 本文的研究为Lie群分析方法应用于其他复杂的机器人系统以及柔性机器人系统的对称性求解提出了一种新的对称性求解方法.