Pergerakan robot manipulator untuk mencapai target yang dikehendaki memerlukan sebuah sistem kontrol. Robot manipulator ini biasanya terdiri dari susunan lengan secara seri yang dihubungkan oleh sendi. Sendi dari lengan robot manipulator ini tersusun sedemikian rupa dimana motor sebagai penggeraknya. Motor yang umum digunakan adalah motor DC, untuk mengetahui posisi lengan dalam bentuk sudut diperlukan sebuah sensor. Sensor disini digunakan sebagai input feedback dari sistem kontrol yang digunakan oleh lengan robot manipulator.
Sistem kontrol yang mudah digunakan untuk pergerakan lengan robot manipulator ini adalah PID. Kontroler proporsional-integral-derivatif atau disebut juga PID controller adalah model control close loop yang banyak digunakan secara luas pada industrial sistem control. Model kontrol ini akan menghitung error sebagai nilai perbedaan antara hasil proses terukur dengan nilai setpoint yang diinginkan. Kontroler ini akan mencoba untuk meminimalkan kesalahan dengan menyesuaikan input proses kontrol.
Sebuah kontroler PID dapat dianggap sebagai bentuk pengendali dengan kompensator fasa lead-lag dari nilai setpoint titik awal sampai tak terhingga. Demikian pula dengan kontroler sejenis, yaitu PI dan PD dapat juga dianggap sebagai bentuk pengendali dengan kompensator dari fasa lag dan fasa lead secara berurutan. Sebuah kontroler PID standar juga dikenal sebagai pengendali three-term atau tiga kondisi, yang fungsi transfer umumnya ditulis dalam bentuk paralel seperti persamaan dibawah ini.
Sebuah kontroler PID dapat dianggap sebagai bentuk pengendali dengan kompensator fasa lead-lag dari nilai setpoint titik awal sampai tak terhingga. Demikian pula dengan kontroler sejenis, yaitu PI dan PD dapat juga dianggap sebagai bentuk pengendali dengan kompensator dari fasa lag dan fasa lead secara berurutan. Sebuah kontroler PID standar juga dikenal sebagai pengendali three-term atau tiga kondisi, yang fungsi transfer umumnya ditulis dalam bentuk paralel seperti persamaan dibawah ini.
dimana nilai Kp untuk proportional gain, Ki untuk integral gain dan Kd untuk derivative gain.
Pengendali tiga kondisi tersebut mempunyai fungsi masing-masing, diantaranya adalah :
a) Proportional term - memberikan aksi kontrol secara proporsional terhadap respon sinyal error melalui all-pass gain factor.
b) Integral term - mengurangi error steady-state melalui kompensasi frekwensi rendah dengan sebuah integrator.
c) Derivative term - meningkatkan respon transien melalui kompensasi frekwensi tinggi dengan sebuah differentiator.
a) Proportional term - memberikan aksi kontrol secara proporsional terhadap respon sinyal error melalui all-pass gain factor.
b) Integral term - mengurangi error steady-state melalui kompensasi frekwensi rendah dengan sebuah integrator.
c) Derivative term - meningkatkan respon transien melalui kompensasi frekwensi tinggi dengan sebuah differentiator.
Efek dari perubahan nilai untuk masing-masing kondisi tersebut, terdapat pada tabel berikut ini
Sejalan dengan perkembangan komputer dan embedded system, PID ini dapat dijalankan secara digital atau dengan program, maka persamaan PID harus diubah menjadi bentuk diskrit.
Pada artikel ini, sistem dibangun menggunakan mikrokontroler AVR dan motor DC yang shaft-nya dihubungkan dengan sensor. Sensor yang digunakan untuk sistem kendali lengan robot manipulator adalah potensiometer. Potensiometer ini dirangkai sedemikian rupa sehingga output yang dikeluarkan antara 0 - 5V. Agar keluaran potensiometer ini berupa sudut maka diperlukan trik untuk melakukan konversi, caranya adalah nilai maksimal sudut dibagi dengan maksimal data. Hasil ini nantinya dikalikan dengan data yang terbaca oleh ADC AVR, sehingga didapatkan pendekatan nilai sudutnya.
Setelah direalisasikan sistem kendali lengan robot manipulator ini, memiliki respon seperti gambar dibawah ini :
Referensi :
1. Pitowarno, E., ROBOTIKA: “Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan”, Andi Yogyakarta, 2006.
2. Ang. K. H, Chong. G, Li Yun (2005),” PID Control System Analysis, Design, and Technology “, IEEE Transactions On Control Systems Technology, Vol. 13, No. 4, July 2005, 559.
3. Bachri Samsul M, (2004), “ Sistem Kendali Hybrid Pid - Logika Fuzzy Pada Pengaturan Kecepatan Motor DC ”, Makara, Teknologi, Vol. 8, No. 1, April 2004: 25-34.
2. Ang. K. H, Chong. G, Li Yun (2005),” PID Control System Analysis, Design, and Technology “, IEEE Transactions On Control Systems Technology, Vol. 13, No. 4, July 2005, 559.
3. Bachri Samsul M, (2004), “ Sistem Kendali Hybrid Pid - Logika Fuzzy Pada Pengaturan Kecepatan Motor DC ”, Makara, Teknologi, Vol. 8, No. 1, April 2004: 25-34.
No comments:
Post a Comment