دانلود کتاب Design, Optimization, and Control of Tensegrity Structures
دسته: فن آوری
کتاب طراحی، بهینه سازی و کنترل سازه های تنسگریتی نسخه زبان اصلی
دانلود کتاب طراحی، بهینه سازی و کنترل سازه های تنسگریتی بعد از پرداخت مقدور خواهد بود
توضیحات کتاب در بخش جزئیات آمده است و می توانید موارد را مشاهده فرمایید
توضیحاتی در مورد کتاب Design, Optimization, and Control of Tensegrity Structures
نام کتاب : Design, Optimization, and Control of Tensegrity Structures
ویرایش : 1
عنوان ترجمه شده به فارسی : طراحی، بهینه سازی و کنترل سازه های تنسگریتی
سری : Dissertation Abstracts International B 65-03
نویسندگان : Milenko Masic
ناشر : ProQuest Dissertations And Theses
سال نشر : 2004
تعداد صفحات : 172
ISBN (شابک) : 9780496748952
زبان کتاب : English
فرمت کتاب : pdf
حجم کتاب : 47 مگابایت
بعد از تکمیل فرایند پرداخت لینک دانلود کتاب ارائه خواهد شد. درصورت ثبت نام و ورود به حساب کاربری خود قادر خواهید بود لیست کتاب های خریداری شده را مشاهده فرمایید.
توضیحاتی در مورد کتاب :
چکیده پایان نامه طراحی، بهینه سازی و کنترل سازه های تنسگریتی توسط میلنکو ماسیچ دکترای فلسفه در علوم مهندسی (مهندسی هوافضا) دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، 2004 پروفسور رابرت ای. اسکلتون، رئیس مشارکت های این پایان نامه را می توان به چهار دسته تقسیم کرد. دسته اول شامل توسعه یک روش فرم یابی سیستماتیک برای ساختارهای کششی متقارن و عمومی است. به عنوان بسط نتایج موجود، محدودیت‌های شکل متفاوتی در مسئله گنجانده شده‌اند. روش هایی برای درمان این محدودیت ها در نظر گرفته شده و پیشنهاد شده است. یک فرمول سیستماتیک از مسئله فرم یابی برای ساختارهای کششی متقارن معرفی شده است، و از تقارن برای کاهش تعداد معادلات و تعداد متغیرهای مسئله استفاده می کند. تجزیه و تحلیل تعادل تنسگریتی مدولار از تقارن عجیب آنها استفاده می کند. تبدیل تشابه تنسگریتی کمک‌ها را در زمینه ابزارهای فعال برای فرم‌یابی تنسگریتی تکمیل می‌کند. گروه دوم از مشارکت ها روش هایی را برای طراحی بهینه نسبت جرم به سختی سازه های کششی توسعه می دهد. این تکنیک نشان‌دهنده پیشرفته‌ترین فناوری برای طراحی استاتیک سازه‌های کششی است. این بسط نتایج موجود برای بهینه‌سازی توپولوژی سازه‌های خرپایی است. علاوه بر تضمین این که طرح نهایی پارادایم تنسگریتی را برآورده می کند، این مشکل ساختار را از حالت های مختلف خرابی محدود می کند، که آن را بسیار کلی می کند. کنترل حلقه باز شکل کشش های مدولار سومین کمک پایان نامه است. این نتیجه تحلیلی یک راه حل شکل بسته برای کنترل پیکربندی مجدد ساختارهای مدولار ارائه می دهد. کاربردها از استقرار و ذخیره سازه های فضایی در مقیاس بزرگ تا کنترل حرکتی برای سازه های الهام گرفته شده از بیولوژیکی را شامل می شود. الگوریتم کنترل بدون در نظر گرفتن اندازه ساختارها قابل اجرا است و یک نتیجه بسیار کلی را برای یک کلاس بزرگ از کشش ها نشان می دهد. استقرار کنترل شده صفحات و برج های تنسگریتی در مقیاس بزرگ به عنوان نمونه هایی نشان داده شده است که پتانسیل کامل این استراتژی پیکربندی مجدد را نشان می دهد. آخرین سهم پایان نامه بیانگر روشی برای طراحی ساختار یکپارچه و کنترل سازه های تنسگریتی مدولار است. یک روش بهینه سازی گرادیان برای این دسته خاص از مسائل استفاده می شود، و ثابت می کند که بسیار کارآمد است. مثال‌هایی که آورده شده تأثیر توزیع پیش تنیدگی را بر عملکرد دینامیکی بهینه سازه نشان می‌دهد.
فهرست مطالب :
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 History of tensegrity structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Motivation for the research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 Summary of the dissertation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 Statics of tensegrity structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2 The tensegrity equilibrium conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3 Shape constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.4 Tensegrity structure stability analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.5 Tensegrity form-finding examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3 Enabling tools for tensegrity form-finding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.2 Invariant tensegrity geometric transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.3 Composition of tensegrity structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.4 Geometry and equilibrium analysis of some tensegrity modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.5 Geometry and equilibrium of monohedral modular tensegrity plates . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.6 Geometry and equilibrium of class-two tensegrity towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77 3.7 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 4 Open-loop control of modular tensegrities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.2 Slowly varying nonlinear systems and open-loop control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.3 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 4.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 5 Optimal mass-to-stiffness-ratio tensegrity design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90 5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5.2 Formulation of the problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 5.3 Nonlinear program formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100 5.4 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 5.5 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 5.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113 6 Joint structure and control design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 6.2 Lumped mass dynamic model of a tensegrity structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116 6.3 Linearized dynamic model of the structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 6.4 Designing the structure for the optimal LQR performance - optimization over the prestress cone . 125 6.5 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136 7 General conclusions and future research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137 7.1 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137 7.2 Future research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138 8 Appendices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 8.A Equivalency of the force density and length-minimization method for tensegrity form-finding . . .140 8.B Symmetry of prestress forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 8.C Open-loop control laws for typical elements of modular tensegrities . . . . . . . . . . . . . . .148 Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
توضیحاتی در مورد کتاب به زبان اصلی :
ABSTRACT OF THE DISSERTATION Design, Optimization and Control of Tensegrity Structures by Milenko Masic Doctor of Philosophy in Engineering Sciences (Aerospace Engineering) University of California , San Diego, 2004 Professor Robert E. Skelton , Chair The contributions of this dissertation may be divided int o four categories. The first category involves developing a systematic form-finding method for general and symmetric tensegrity structures. As an extension of the available results, different shape constraints are incorporated in the problem. Methods for treatment of these constraints are considered and proposed. A systematic formulation of the form-finding problem for symmetric tensegrity structures is introduced , and it uses the symmetry to reduce both the numb er of equations and the number of variables in the problem. The equilibrium analysis of modular tensegrities exploits their peculiar symmetry. The tensegrity similarity transformation completes the contributions in the area of enabling tools for tensegrity form-finding. The second group of contributions develops the methods for optima l mass-to-stiffness-ratio design of tensegrity structures. This technique represents the state-of-the-art for the static design of tensegrity structures. It is an extension of the results available for the topology optimization of truss structures. Besides guaranteeing that the final design satisfies the tensegrity paradigm , the problem constrains the structure from different modes of failure, which makes it very general. The open-loop control of the shape of modular tensegrities is the third contribution of the dissertation. This analytical result offers a closed form solution for the control of the reconfiguration of modular structures. Applications range from the deployment and stowing of large-scale space structures to the locomotion-inducing control for biologically inspired structures. The control algorithm is applicable regardless of the size of the structures, and it represents a very general result for a large class of tensegrities. Controlled deployments of large-scale tensegrity plates and tensegrity towers are shown as examples that demonstrate the full potential of this reconfiguration strategy. The last contribution of the dissertation represents the method for integrated structure and control design of modular tensegrity structures. A gradient optimization method is used for this particular class of problems, and it proves to be very efficient. The examples that are given demonstrate the impact of the distribution of the prestress on the optimal dynamic performance of the structure.
پست ها تصادفی