数理基础 · A4
数值计算与微分方程
仿真、积分器、动力学求解都要面对数值稳定性。步长选错,仿真会「炸」,而且看起来像算法错了。
要学什么
- 显式与隐式积分器的稳定性差异;半隐式欧拉为什么在刚体仿真里常用
- 刚性方程与步长:什么情况下必须缩小步长或换积分器
- 浮点精度与累计误差:为什么长时间积分后位置会漂
- 稀疏线性方程组的求解思路(机器人动力学的矩阵大多稀疏)
四条路线需要多深
算法用过
系统软件知道
嵌入式电控知道
机械结构知道
「精通」= 能从零推导 / 能手写实现 / 能判断别人的方案对不对;「用过」= 能调起来、能改参数;「知道」= 能听懂、能提问。
怎么算学会了
能说出显式与隐式积分器的稳定性差异,能解释为什么刚体仿真常用半隐式欧拉,能判断结果发散是步长问题还是模型问题。
常见错误
- 仿真步长 1ms,却声称能反映 2kHz 电流环的行为
- 结果发散先怀疑算法,其实把步长减半就好了