IMPLEMENTASI KENDALI FUZZY-PID PADA SISTEM MANIPULATOR 6-DOF STEWART PLATFORM

LUKMAN SIDIQ NUGROHO, Hidayat Nur Isnianto, S.T., M.Eng.

2021 | Tugas Akhir | D4 Teknologi Rekayasa Instrumentasi dan Kontrol

Pemanfaatan robot manipulator pada teknologi motion simulator telah banyak digunakan pada bidang simulator penerbangan dan berkendara. Robot manipulator 2-DOF yang saat ini masih sering digunakan pada motion simulator belum dapat memberikan perilaku pergerakan simulator yang maksimal untuk dapat bergerak secara rotasional dan translasional. Perancangan sistem 6-DOF manipulator dikembangkan untuk memenuhi kriteria pergerakan translasi dan rotasi secara penuh dibandingkan model sebelumnya. Pendekatan forward kinematik melibatkan perhitungan matematis yang kompleks pada 6-DOF manipulator, sehingga pada penlitian ini pendekatan inverse kinematik lebih dipilih karena dapat memodelkan pergerakan platform lebih mudah dengan menghitung panjang kaki virtual sebagai fungsi untuk menghasilkan pergerakan orientasi platform. Penerapan self balancing pada 6-DOF manipulator digunakan untuk menyeimbangkan orientasi platform dengan cara mengkompensasi getaran dari disturbance. Stewart platform membutuhkan kendali yang adaptif untuk mengkompensasi besarnya error orientasi dari gangguan saat penerapan self balancing. Oleh karena itu, pada penelitian ini dibuat prototipe robot 6-DOF stewart platform menggunakan pendekatan kinematika inverse dan penerapan kendali fuzzy-PID. Fuzzy-PID digunakan untuk mengkompensasi error orientasi gangguan pada platform agar dapat memberikan orientasi platform yang berlawanan saat pengujian self balancing. Kombinasi kendali fuzzy-PID didesain agar dapat melakukan self adjustment parameter PID untuk melengkapi performa kendali PID klasik terhadap gangguan pada orientasi roll dan pitch. Hasil dari kendali fuzzy-PID mampu melakukan self balancing platform dengan kompensasi gangguan rata -rata 10.055 derajat pada orientasi roll (+), 12.69 derajat roll (-), 4.46 derajat pitch (+), dan 4.53 derajat pitch (-).

The utilization of manipulator robot for motion simulation technology has been widely used on flight and driving simulators. The 2-DOF manipulator robot which is still frequently used in motion simulators robot cannot provide complete movement behavior for the simulator to move rotationally and translationally. The design of 6-DOF manipulator system was developed to fulfill the movement criteria to get better translational and rotational movements than the previous model. Forward kinematics approach involved complex mathematical calculations on 6-DOF manipulator, so in this study inverse kinematics approach is preferred because it can model the movement of platform more easily by calculating virtual legs length as a function to produce a movement of platform orientation. The application of self balancing on 6-DOF manipulator is used to balance platform orientation by compensating the disturbance. Stewart platform requires adaptive controls to compensate error orientation from disturbances when self balancing test. Therefore, in this study a prototype of 6-DOF stewart platform robot was made using inverse kinematics approach and fuzzy-PID control. Fuzzy-PID is used to compensate error orientation disturbance on platform in order to provide the opposite platform orientation when self balancing test. The combination of fuzzy-PID control is designed to be able to self-adjust PID parameters to complete classical PID control performance against disturbance in roll and pitch orientation. The results of fuzzy-PID control is capable to self balance the platform with average disturbance compensation 10.055 degree for roll (+) orientation, 12.69 degree roll (-), 4.46 degree pitch (+), and 4.53 degree pitch (-).

Kata Kunci : Fuzzy-PID, rotasi, self-balancing, stewart platform, translasi