特征矢量的正交性是用模态方法求解多体系统动力响应的前提条件。对于刚弹耦合多体系统，振型函数不具有通常意义下的正交性。本文引入了多体系统增广特征矢量的概念，解决了多体系统特征矢量的正交性问题。系统地阐述了多体系统增广特征矢量的构造方法、正交性条件、正交性证明以及增广特征矢量的重要作用。利用增广特征矢量的正交性，可实现对多体系统动力学方程的坐标解耦，使得用模态方法精确分析动力响应成为可能。

以一个简单的刚弹耦合多体动力学系统为例，提出了一种利用系统模态参数识别系统物理参数的新方法。利用多体系统增广特征矢量的正交性条件，可建立以系统物理参数为未知数的代数方程组。给出了通过系统模态参数识别物理参数的计算步骤。算例与计算结果表明：用该方法能有效识别刚弹耦合多体系统的物理参数，具有计算精度高、计算量小、所需参数少等特点。

以薄板横向振动的振动特性问题为例提出了二维系统传递矩阵法。从质点和无质量梁的传递矩阵出发，建立了按列排列的薄板子结构的传递矩阵，用二维系统传递矩阵法获得了整个板的总体传递方程，从而可得到板在任意一种边界条件下的特征方程，数值求解了两种情况下薄板横向振动的固有振动特性。计算结果表明，用该方法可用于研究类似薄板的二维系统的动力学问题，且无需建立系统的总体动力学方程。

该文在多刚体系统离散时间传递矩阵法的基础上，建立了用于解决刚柔多体系统动力学问题的刚柔多体系统动力学离散时间传递矩阵法。通过该方法和其它方法的数值算例结果对比证明了该方法的有效性。与通常多体系统动力学方法相比，该方法涉及矩阵阶次低，无需总体系统动力学方程。该方法为解决一般刚柔多体系统动力学问题提供了强有力的新手段。

受控线性多体系统的稳态运动是多体系统动力学的重要研究内容之一。本文以简单的受控多体系统为例，建立了受控线性多体系统传递矩阵法，能方便快捷地求解受控线性多体系统的稳态运动。建立了控制力作用下集中质量和弹簧阻尼铰的扩展传递矩阵和扩展传递方程。将牛顿法和受控线性多体系统传递矩阵法的计算结果进行了比较。实例表明，受控线性多体系统传递矩阵法不仅能用于受控线性多体系统的动力学分析，而且完整地保持了传递矩阵法的所有优点。