Laporkan Masalah

ANALISIS KINERJA KENDALI NCTF UNTUK ROBOT REHABILITASI DENGAN SISTEM GERAK LINEAR HORIZONTAL

AZIS FAJAR RIYADI, Dr. Eng. Herianto, S.T., M.Eng.

2017 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Robot rehabilitasi pasien pasca stroke merupakan robot yang diciptakan untuk membantu dan meningkatkan efisiensi seorang fisioterapis dalam pemulihan pasien. Saat ini robot rehabilitasi pasien pasca stroke banyak dibutuhkan dalam dunia medis di Indonesia. Sebagian besar robot tersebut merupakan produk impor karena industri robot rehabilitasi dalam negeri belum dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Hal ini terjadi karena robot rehabilitasi pasien pasca stroke memiliki desain kontroler yang rumit untuk dapat bekerja. Oleh karena itu diperlukan sebuah penelitian untuk mendesain kontroler yang sederhana. Sistem kendali Nominal Characteristic Trajectory Following (NCTF) merupakan sistem kendali yang praktis dan sederhana karena tidak memerlukan model yang sempurna dengan parameter objek yang pasti untuk dapat diterapkan dalam sistem. Penerapan sistem kendali NCTF akan meningkatkan produksi robot rehabilitasi dalam negeri sehingga kebutuhan robot rehabilitasi dapat terpenuhi. Prototipe robot rehabilitasi pasien pasca stroke dibuat dengan sistem gerak linear horizontal menggunakan mekanisme belt dan pulley. Sistem kendali NCTF diterapkan untuk menguji kinerjanya. Kontroler my-RIO digunakan untuk merekam respon sitem sehingga parameter NCT yang bagus dapat diperoleh. Arduino Mega merupakan kontroler yang digunakan untuk menjalankan sistem. Kontroler ini membuat sistem kendali NCTF mudah diaplikasikan pada robot rehabilitasi. Pengujian sistem kendali NCTF dilakukan dengan melakukan eksperimen. Sistem digerakkan menggunakan perintah point to point dan perintah kontinyu. Variasi pembebanan diberikan pada tiap jenis perintah. Variasi pembebanan dilakukan dengan memberikan beban pada carriage sebesar 0,82Kg dan 1,64Kg. Pengujian menggunakan perintah point to point dilakukan pada jarak/posisi 50 mm, 150 mm, dan 230 mm. Sinyal masukan perintah kontinyu berupa gelombang sinusoidal dengan amplitudo 100mm, frekuensi 0,25Hz. Hasil penelitian menunjukan bahwa kendali NCTF dengan sistem kendali gerak linear horizontal menggunakan mekanisme belt dan pulley berhasil diterapkan. Kendali NCTF mampu meberikan respon yang baik dengan nilai Kp = 0,000952 dan Ki = 0,000871. Nilai steady state error untuk semua perintah gerak point to point dibawah 2%. Sedangkan untuk perintah kontinyu, sistem dapat mengikuti perintah dengan baik, namun terdapat delay 0,24 detik. Variasi pembebanan sistem linear horizontal dengan mekanisme belt dan pulley tidak berpengaruh signifikan terhadap kinerja kendali NCTF.

Post stroke rehabilitation robots are constructed to assist and improve efficiency of physiotherapist in rehabilitating patient. These robot are needed massively in medical world of Indonesia nowaday. Most of them are import product due to domestic robot industries inability to fulfill domestic need since post stroke rehabilitation robots need complex controller design to operate. Therefore, it is necessary to conduct a research which is aimed to design simple controller. Nominal Characteristic Trajectory Following (NCTF) control system is practical and simple since it doesn’t need perfect model with exact object parameter to be applied to system. The use of NCTF control system will escalate domestic production of rehabilitation robots, thus, domestic need of rehabilitation robot will be fulfilled. Post stroke rehabilitation robot prototype is constructed using horizontal linear movement with bel and pulley mechanism. NCTF control system is applied to examine the performance. My-RIO controller is used to record the respon of system so that optimum NCT parameter can be obtained. Arduino Mega controller is used to run the system. This kind of controller makes it easy to apply NCTF control system to rehabilitation robots. NCTF control system testing is done experimentally. Point to point command and continuous command are given to operate the system. Several loading are given to every kind of command. Loading is done by placing 0,82Kg and 1,64Kg load in a carriage. Testing with point to point command is done in position 50 mm, 150 mm and 230 mm. Input signal of continuous command is a sinusoidal wave with 100mm amplitudo and 0,25Hz frequency. This research shows that NCTF control system using horizontal linear movement with belt and pulley mechanism can be applied. NCTF controller respons well with Kp value = 0,000952 and Ki value = 0,000871. Steady state error value for every kind of point to point command is below 2%. The system can follow continuous command well but still, it meets a 0,24 second delay. Various loading to horizontal linear movement system with belt and pulley mechanism doesn’t affect NCTF controller performance significantly.

Kata Kunci : NCTF controller, linear system, belt and pulley mechanism.