Design and Dynamic Analysis of Active Tensegrity Structures

Bc. Martin HRABAČKA

Master's thesis

Abstract:

This diploma thesis first deals with the design of a general tensegrity structure using form-finding methods. Within path-planning, a specific actuation in form of adjustments of cables' rest lengths is assigned to the resulting structure so that it follows a prescribed complex trajectory. Since the path-planning problem is treated as static, an H2 controller is designed with the main objective of suppressing possible structural vibrations. With regard to the need of testing of dynamical properties and simulating motion of the structure, a methodology for automatic creation of tensegrity computational models in Simscape software is developed in the MATLAB scripting environment.

Abstract:

Tato diplomová práce se nejprve zabývá návrhem obecné tensegritické struktury pomocí form-finding metod. Výsledné struktuře je v rámci úlohy path-planningu přiřazena specifická aktuace ve formě změn volných délek lan tak, aby struktura opsala předepsanou komplexní trajektorii. Jelikož je k úloze path-planningu přistupováno jako ke statickému problému, pro tensegritickou strukturu je navíc navržen H2 regulátor s hlavním úkolem potlačit případné strukturální vibrace. S ohledem na nutnost testování dynamických vlastností a simulace pohybu struktury je v programovacím prostředí MATLAB vyvinuta metodika pro automatické sestavení výpočtového modelu tensegrity v programu Simscape.

Keywords

Dynamika, výpočtové modelování, aktivní tensegritická struktura, form-finding, path-planning, H2 regulátor

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 5. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Radek Bulín, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Master programme / field:
Applied Mechanics / Dynamika konstrukcí a mechatronika