Perancangan Sistem Kontrol Hybrid pada Prototype Kaki Bionik Berbasis Matlab/Simulink

Abstrak

Abstrak

Kaki palsu merupakan salah satu alat bantu yang dapat digunakan penyandang disabilitas ekstremitas bawah. Pengembangan kaki palsu di Indonesia bersifat konvensional dimana pengguna masih menghabiskan banyak tenaga untuk menggerakkan kaki palsu. Kaki Bionik merupakan terobosan terbaru sebagai solusi permasalahan tersebut dengan mengatur gerakan kaki bionik. Gerakan kaki bionik diatur dengan implementasi sistem kontrol pada mikrokontroler. Perancangan sistem kontrol Hybrid dilakukan dengan penggabungan sistem kontrol PID dan Fuzzy Logic. Perancangan PID dilakukan dengan auto-tuning untuk mendapatkan parameter yang diperlukan yaitu kp, ki, dan kd dan perancangan Fuzzy Logic dilakukan dengan menentukan parameter input, output, dan rules. Pengujian dilakukan dengan melakukan interface dengan Matlab/Simulink pada prototype dengan menggunakan sistem kontrol sederhana dan dengan menggunakan sistem kontrol Hybrid dengan waktu 10s pada sudut referensi 90?? . Parameter PID yang didapatkan yaitu kp = 2 KP, ki = 18 KI dan kd = 0.5 KD. Parameter Fuzzy Logic yang didapat berupa input dari PID dan error dengan output voltase motor DC. Data gerak yang didapatkan dari respon transien yaitu maximum overshoot, persentase error, dan settle time 2,68%, 3,17%, dan 0,419s berturut-turut. Performa prototype dengan sistem kontrol Hybrid menghasilkan gerakan yang optimal dan akurat.

Kata kunci: Sistem kontrol, Hybrid, Kaki Bionik

Abstract

Prosthetic limbs are one of the tools that is used for people with lower limb disabilities. The development of prosthetic limbs in Indonesia is conventional where users spend a lot of energy to move it. Bionic legs are the latest breakthrough as a solution to the problem. Bionic legs movement can be regulated by implementating the control system on a microcontroller. The design of the Hybrid control system is done by combining the PID and Fuzzy Logic control systems. PID design is done by auto-tuning to get the required parameters, kp, ki, and kd, and Fuzzy Logic design is done by determining input, output, and rule parameters. Testing is done by doing interface with Matlab / Simulink on a prototype using a simple control system and Hybrid control system with a time of 10s at a reference angle of 90o. The PID parameters obtained are kp = 2 KP, ki = 18 KI and kd = 0.5 KD. Fuzzy Logic parameter obtained consists of input from PID and error with DC motor voltage output. The motion data obtained from the transient response are maximum overshoot, percentage error, and settle time of 2.68%, 3.17%, and 0.419s respectively. The prototype performance with the Hybrid control system generate optimal and accurate motion.

Keywords: Control system, Hybrid, Bionic leg