OBESERVER GANGGUAN TAKLINIER PADA FREKUENSI TINGGI UNTUK SISTEM TAKLINEAR BERORDE TIGA

Zulfatman Has, Nur Alif Mardiyah

Abstract


Pada sistem kontrol, faktor gangguan adalah faktor yang tidak dapat diabaikan begitu saja, karena berpotensi menurunkan performa sebuah sistem. Sehingga faktor gangguan menjadi salah satu unsur penting dalam model sebuah sistem. Konsekuensinya, sistem kontrol yang dirancang juga harus memiliki fitur yang mampu mendeteksi besarnya gangguan, yang dikenal sebagai observer gangguan. Untuk mengobservasi sistem yang mengandung ketaktentuan dan gangguan yang tinggi, observer gangguan taklinier adalah solusi yang tepat karena memiliki akurasi yang lebih baik. Tujuan dari studi ini adalah untuk merancang observer yang mampu mengobservasi ketaktentuan dan gangguan-gangguan luar yang tak diketahui dan berfrekuensi lebih tinggi untuk sistem berorde tiga. Model sistem orde tiga yang digunakan adalah model taklinier sistem penggerak hidrolik. Gangguan-gangguan luar diasumsikan berada pada state yang sama dengan sinyal kontrol, memiliki besaran yang tidak diketahui dan berfrekuensi relatif tinggi. Sistem pengaturan yang digunakan adalah Adaptive Siding Mode Control yang beradaptasi terhadap hasil estimasi observer gangguan. Observer gangguan dikembangkan dalam bentuk taklinier menggunakan metode reduced-order untuk sistem orde tiga. Pengujian observer yang dirancang dilakukan melalui simulasi pada Simulink Matlab. Dari hasil simulasi diperoleh bahwa observer gangguan taklinier yang dirancang dapat mengobservasi gangguan yang berfrekuensi relatif tinggi dengan hampir tiga kali lebih akurat dari pada observer gangguan taklinier konvensional. Kemudian, observer juga memiliki kemampuan mengobservasi gangguan dan ketaktentuan secara bersamaan yang menyebabkan sistem kontrol mampu mengurangi error respon keluaran sistem sebesar hampir 20%. Pengembangan observer jenis ini berpotensi mendorong sistem kontrol untuk menghasilkan sinyal kontrol yang lebih baik dalam mengkompensasi gangguan dan ketaktentuan pada sistem tak linier.

Full Text:

PDF

References


Ellis, G. Observers in Control Systems: A Practical Guide. Acad. Press. 2002. [2] Luenberger, D.G. Observing the State of A Linear System. IEEE Trans. Mil. Electronics. 1971; MIL-8 (1971): 74–80. [3] Chen, W-H., Ballance, D.J., Gawthrop, P.J., O’Reilly, J. A Nonlinear Disturbance Observer for Robotic Manipulators. IEEE Trans. Industrial Electronics. 2000; 47(4): 932–938. [4] Nikoobin, A. and Haghighi, R. Lyapunov-Based Nonlinear Disturbance Observer for Serial n-Link Robot Manipulators. J. Intell Robot Syst. 2009; 55: 135-153. [5] Chen, M. and Chen,W-H. Sliding Mode Control for A Class of Uncertain Nonlinear System Based on Disturbance Observer. Int. J. Adapt. Control Signal Process. 2010; 24(1): 51–64. [6] Mohammadi, A., Tavakoli, M., Marquez, H.J. and Hashemzadeh, F. Nonlinear Disturbance Observer Design For Robotic Manipulators. Control Eng. Practice. 2013; 21(3): 253–267. [7] Ginoya, D., Shendge, P. D., Phadke, S. B. Sliding Mode Control for Mismatched Uncertain Systems Using an Extended Disturbance Observer, IEEE Trans. on Industrial Electronics. 2014; 61(4): 1983-1992. [8] Guo, K., Wei, J., Fang, J., Feng, R. and Wang, X. Position Tracking Control of Electro-Hydraulic Single-Rod Actuator Based on Extended Disturbance Observer. Mechatronics. 2015; 27: 47-56. [9] Mohammed, S., Weiguang, H., Jian, H., Hala, R. and Yacine, A. Nonlinear Disturbance Observer Based Sliding Mode Control of A Human-Driven Knee Joint Orthosis. Robotics and Autonomous Systems. 2016; 75: 41-49. [10] Zulfatman, Rahmat, M. F., Husain, A. R., Ahmad, M. N. Robust Precision Control for A Class of Electro-hydraulic Actuator System Based on Disturbance Observer. Int. Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2015; 16(8): 1753-1760. [11] Zulfatman, Rahmat, M. F., Husain, A. R., Ishaque, K., Ghazali, R., Ahmad, M. N., Sam, Y.M., Razali, S. M. Robust Position Tracking Control of an Electro-hydraulic Actuator System in the Presence of Friction and Internal Leakage. Arabian Journal for Science and Engineering. 2014; 39: 2965-2978. [12] Gao W. and Hung J. C. A Variable Structure Control of Nonlinear Systems: A New Approach. IEEE Trans. on Ind. Electronics. 1993; 40(1): 45-55. [13] Hassan, I.M.M., Mohamed, A.M. and Saleh, A.I. Variable Structure Control of a Magnetic Suspension System. Proc. of the 2001 IEEE Conf. on Control Appl., Mexico City, Mexico, Sept. 5-7, 2001: 333-338. [14] Chen, W-H. Disturbance Observer Based Control for Nonlinear Systems. IEEE Trans. on Mechatronics. 2004; 9(4): 706–710.




DOI: https://doi.org/10.22219/sentra.v0i2.1868

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Seketariat

Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang Kampus III

Jl. Raya Tlogomas 246 Malang, 65144