adelina fitra kusuma kartini 2208200081 -...

ADELINA FITRA KUSUMA KARTINI2208200081

Seminar dan Sidang Tugas Akhir (Semester Genap 2011-2012)Teknik Sistem Pengaturan Jurusan Teknik Elektro ITS

LATAR BELAKANG

Mengembangkan

plant baru, yaitu

prototipe Mesin

CNC yang ada di

gedung robot

Belum adanya

kontroler yang

tertanam di dalam

prototipe mesin CNC

TUJUAN

Untuk mendapatkan hasil rancangan kontroler DOB yang terbaikdalam usaha mengatur gerakan tool pada mesin CNC sesuai denganperintah yang diberikan

Dapat menjadi salah satu metode yang dapat diterapkan oleh prototipe mesin CNC untuk mengurangi error kontur

MESIN CNCDefinisi

Adalah suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan

bahasa numerik (data perintah dengan kode angka, huruf dan simbol) sesuai

dengan standart ISO, yang mampu melakukan proses pembentukan benda

dengan menggunakan mata pahat penyayat (spindle) yang berputar pada

sumbu mesin dan benda yang akan dibentuk diumpankan ke mata pahat yang

berputar tersebut

Struktur Sistem Mekanik Sistem

Struktur Decoupled- Control

Struktur Decoupled- Control

Pada struktur decoupled- control masing- masing sumbu akan dikontrol

secara independen dan output dari sumbu yang satu tidak mempengaruhi

sumbu yang lain

Kontur yang diinginkan merupakan hasil resultan dari sinyal referensi

masing- masing sumbu

Untuk memperkecil error kontur dari sistem pengaturan kontur adalah

meningkatkan kemampuan tracking dari masing- masing sumbu

Disturbance Observer

•Metode DOB adalah salah satu metode motion

control yang banyak digunakan. Dengan mnggunakan

filter low-pass Q (s) dan model nominal plant, DOB

mengestimasi disturbance dan sinyal hasil estimasi

digunakan untuk menghilangkan disturbance yang

ada.

•DOB akan melemahkan disturbance pada frekuensi

rendah dan membuat plant yang dikontrol mendekati

model nominal


ur : Sinyal Kontrol

d : disturbance

ξ : noise

ϑ : sinyal hasil estimasi


Struktur filter yang banyak dipakai dalam desain DOB adalah filter binomial

yang dinyatakan oleh Persamaan berikut :

Dimana, n: orde filter

r: orde relatif

Kemampuan DOB dalam menolak disturbance akan sangat ditentukan oleh

time constant dari filter yang digunakan, semakin kecil time constant maka

bandwith dari filter akan semakin lebar dan rentang kerja DOB dalam menolak

disturbance akan semakin lebar pula

Arsitektur Sistem

Tiga bagian utama Sistem Prototipe Mesin CNC :

mekanik

komputerelektronik

Arsitektur Sistem

Bagian mekanik ini terhubung ke komputer menggunakan wiring

Terminal ADAM 3950, sedangkan PEC-3240 Advantech motion

controller berfungsi sebagai SBC (Single Board Computer) dan

modul antarmuka berupa PCI 1240.

Perancangan Kontroler DOB

Q (s) menunjukkan filter lowpass, P(s) menunjukkan plant yang akan dikontrol

dan Pn (s) menunjukkan model nominal.


Langkah- langkah mendesain kontroler DOB :

1. Menentukan Struktur DOB

Jenis filter yang digunakan pada penelitian Tugas Akhir ini adalah filter

low-pass Binomial dengan orde 1. Jika Pn(s) dipilih bentuk orde 1 maka

filter yang akan digunakan minimal harus mempunyai orde relatif 1

.Alasan pemilihan filter orde 1 adalah karena dengan memilih orde yang

rendah maka akan diperoleh struktur yang sederhana dan mampu

menghemat waktu komputasi.


Dimana

n : orde filter

r : orde relatif

Dengan memasukkan nilai n= 1 dan r = 1 maka

akan diperoleh Persamaan filter yang diinginkan, yaitu.


Langkah- langkah mendesain kontroler DOB :

2. Menentukan nilai time constant filter

Frekuensi cut off dari filter yang telah dipilih dinyatakan sebagai

Dalam proses tunning, nilai T secara bertahap diuji untuk diturunkan

sampai mencapai batas kemampuan yang terbaik. Penurunan lebih

lanjut akan menyebabkan sistem menjadi tidak stabil. Berdasarkan

dari percobaan nilai T yang memberikan performa terbaik adalah 0.01

untuk sumbu x dan 0,25 untuk sumbu y. Jika nilai T diturunkan lebih

dari 0,01 atau dinaikkan lebih dari 0,25 maka sistem menjadi tidak

stabil.

Hasil Tuning Time Constant Untuk Filter Q

Simulasi Sistem dan Analisis

• Tiga fungsi utama program :

1. Interpolasi

2. Simulasi Algoritma Kontrol

3. Tampilan hasil running (front panel Labview8.6)

Tampilan Depan Program

Simulasi Sistem Tanpa Kontroler

IAE : 4,58542

Linier

Tracking output sumbu x


Simulasi Sistem Tanpa Kontroler

IAE : 30,6231

Circular



Simulasi Sistem dengan DOB

IAE : 0,294988


Tracking output sumbu y

Linier

Simulasi Sistem dengan DOB

IAE : 0,123262


Tracking output sumbu y

Circular

KESIMPULAN

• Metode Disturbance Observer mampu mengatasidisturbances yang muncul pada sistem, namun kontur yangdihasilkan masih belum sempurna

• Penggunaan DOB pada arsitektur kontrol Decoupled yangsederhana untuk sistem interpolasi dua sumbu terbukti dapatmemberikan pengaruh yang baik pada peningkatan performasistem

adelina fitra kusuma kartini 2208200081 -...

Documents