Kendali Keseimbangan Robot Humanoid Ketika Menendang Bola menggunakan LQR dan Kurva Bezier

RAHMAD FIKRI R, Dr. Andi Dharmawan, S.Si., M.Cs.; Dr. Agfianto Eko Putra, M.Si.

2021 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Ketika robot humanoid melakukan gerak menendang, terjadi perubahan wilayah support polygon robot. Hal ini bisa menyebabkan proyeksi titik pusat massa robot terhadap support polygon berada di luar batas toleransi. Apabila kondisi ini terjadi dalam waktu yang lama, dapat mengakibatkan robot kehilangan keseimbangan dan terjatuh. Oleh karena itu, diperlukan sebuah pola gerak menendang dan penerapan stabilisasi keseimbangan agar robot dapat melakukan gerak menendang tanpa terjatuh. Penelitian ini mengusulkan suatu metode gerak menendang menggunakan pola kurva Bezier dan kendali fullstate feedback (FSF) dengan metode Linear Quadratic Regulator (LQR). Kendali FSF diterapkan pada servo pergelangan kaki untuk mempertahankan posisi kaki tumpuan robot saat menendang. Pemberian kendali dapat meredam torsi yang berlebih saat gerak menendang. Besarnya redaman torsi didapatkan dengan penerapan nilai penguatan (K) FSF dari hasil variasi penalaan komponen matriks Q pada metode LQR. Semakin besar nilai variasi Q yang digunakan maka semakin besar nilai penguatan yang dihasilkan, sehingga redaman torsi yang dihasilkan pada servo robot saat gerak menendang juga semakin besar. Robot humanoid berhasil melakukan gerak menendang dengan stabil baik dengan kaki kiri maupun dengan kaki kanan, nilai gain K fullstate feedback paling optimal adalah gain torsi pitch sebesar 9,61, gain torsi kecepatan pitch sebesar 1,34, gain torsi roll sebesar 29,68 dan gain torsi kecepatan roll sebesar 1,83.

When the humanoid robot performs a kicking motion, the support area of the robot's polygon changes. this causes the projection of the robot's center of mass to the polygon support is outside the tolerance limit. Therefore, a kicking motion pattern is needed and the application of balance stabilization so that the robot can kick without falling. This study proposes a kick motion method using a Bezier curve pattern and full state feedback (FSF) control with the Linear Quadratic Regulator (LQR) method. FSF control is applied to the ankle servo to maintain the robot's foot position when kicking. Giving control can reduce excessive torque during kicking motion. The value of torque attenuation is obtained by applying the gain value (K) of the FSF from the tuning variation of the Q matrix component in the LQR method. If Q value increase, that affected gain increased too. Torque damping on the servo during the kicking motion is also getting increase The humanoid robot successfully performs a stable kicking motion with both the left and right feet, with the most optimal full-state feedback K gain value, the optimal gain value of pitch torque is 9,61, pitch velocity torque is 1,34, roll torque is 29,68 and roll velocity torque is 1.83.

Kata Kunci : LQR, Bezier, Humanoid