多体系统轨迹优化：力与位置曲线矛盾，排查未明默认力

我在求解轨迹优化问题后发现，力随时间变化曲线与位置随时间变化曲线不匹配，推测系统存在未添加的额外力。如果没有额外力，当力始终为正时位置不应下降；摩擦、阻力只会减小净力，不会改变力的方向。我是不是遗漏了其他力？重力仅沿z轴方向，应该不会导致这个问题。

以下是URDF的相关代码片段：

base_link = """
  <link name="base">

    <visual>
      <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
      <geometry>
        <box size="8 2 0.002" />
      </geometry>
      <material>
        <color rgba="0 1 0 1" />
      </material>
    </visual>

  </link>
"""
ball_link = """
  <link name="ball">

    <inertial>
      <origin xyz="0 0 0.05" />
      <mass value="1" />
    </inertial>

    <visual>
      <origin xyz="0 0 0.05" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <sphere radius=".05" />
      </geometry>
      <material>
        <color rgba="1 1 1 0.2" />
      </material>
    </visual>

  </link>
"""
mass_link = """
  <link name="mass">

    <inertial>
      <origin xyz="0 0 0.05" />
      <mass value="1" />
    </inertial>

    <visual>
      <origin xyz="0 0 0.05" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
        <sphere radius=".05" />
      </geometry>
      <material>
        <color rgba="1 1 1 1" />
      </material>
    </visual>

  </link>
"""
ball_joint = """
  <joint name="ball_joint" type="prismatic">
    <parent link="base" />
    <child link="ball" />
    <axis xyz="1 0 0" />
  </joint>
"""
mass_joint = """
  <joint name="mass_joint" type="prismatic">
    <parent link="ball" />
    <child link="mass" />
    <axis xyz="0 1 0" />
    <limit effort="1" lower="0" upper="0" />
  </joint>
"""

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ben Kang