PERANCANGAN SISTEM KENDALI PD MENGGUNAKAN METODE TUNING LOGIKA FUZZY PADA KESEIMBANGAN BALLBOT

FERINDRA NUGRAHENDI, Danang Lelono, S.Si., M.T. ; Bakhtiar Alldino A.S. S.Si., M.Cs.

2014 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Ballbot adalah jenis robot keseimbangan yang mampu mempertahankan keseimbangannya dengan menggunakan sebuah bola sebagai alat geraknya. Ballbot menggunakan prinsip pendulum terbalik dalam mempertahankan keseimbangannya. Pada penelitian ini ballbot dibuat dengan 3 aktuator (motor DC). Sehingga diperlukan persamaan kinematik untuk menerjemahkan gerak bola menjadi kecepatan aktuator yang dibutuhkan. Sistem kendali yang digunakan ialah sistem kendali PD. Konstanta PD ditentukan menggunakan penalaan algoritma logika fuzzy. Nilai error dan change of error menjadi masukan dan nilai Kp dan Kd sebagai keluaran. Algoritma fuzzy yang dibuat menggunakan metode Mamdani Minimum dalam proses inference system dan Center of Area pada proses defuzzifikasi. Sistem PD menggunakan nilai pembacaan sensor accelerometer dan gyroscope dengan algoritma Kalman Filter sebagai negative feedback. Keluaran dari kendali PD pada sistem ini ialah nilai kecepatan masing-masing motor. Pengujian dilakukan dalam mode bola statis, ballbot dimiringkan dengan kemiringan maksimum 15o pada sumbu X dan Y. Pada pengujian, dibandingkan antara kendali Proporsional, dengan kendali Proporsional-Derivatif dengan variasi rentang nilai Kp dan Kd. Dan hasilnya sistem yang menggunakan kendali Proporsional-Derivatif dengan rentang nilai Kp = 46-66 dan Kd = 2-6 dapat lebih baik dalam menjaga keseimbangan ballbot.

Ballbot is a balancing robot which has ability to keep its position balance using ball as its moving part. It works using the concept of inverted pendulum keeping its balance. On this research, ballboat was built with three actuators (DC motor) which each one connected with omni wheel. A kinematical expression is needed to translate the ball-movement into the required-angular velocity of the actuators. It uses PD control system. Its constant value was tuned using fuzzy logic aalgorithm. Error and change of error's value was used as input and the outputs are Kp and Kd. Fuzzy algorithm used here was using Min-Mamdani method for inference and compositing process, and Center of Area for defuzzification. PD control system uses robot's actual direction as negative feedback. These values was obtained from accelerometer and gyroscope which has being fused using Kalman filter. The output of PD control system are the linear velocity of the robot which should first be translated into each motor's angular velocity. This system has been test in static mode, which means the ball was kept static and the robot was tilted in every direction on 15 degree maximum on each axis (x and y). On this test also being compared Proportional control system with Proportional-Derrivative control system by varying the value of Kp and Kd. According to the result, system that use Proportional-Derivative control system with combination of Kp value ranged from 46-66 and Kd from 2-6 has the best response.

Kata Kunci : robot keseimbangan, ballbot, PD, fuzzy