Top Banner
1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN GERAKAN HOVER PADA HELIKOPTER Oleh R. Ade Supriyadi 2207202203 Bidang Studi Teknik Sistem Pengaturan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010 Pembimbing Ir. Katjuk Astrowulan MSEE Ir. Rusdhianto Effendie AK, M.T.
51

PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

Dec 10, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

1

Tesis TE 2099

PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JSTUNTUK PENGENDALIAN GERAKAN HOVERPADA HELIKOPTEROleh

R. Ade Supriyadi2207202203

Bidang Studi Teknik Sistem PengaturanJurusan Teknik ElektroFakultas Teknologi IndustriInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya2010

PembimbingIr. Katjuk Astrowulan MSEEIr. Rusdhianto Effendie AK, M.T.

Page 2: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

2

PENDAHULUAN

● Permasalahan– Pembentukan formulasi dinamika sistem gerakan hover– Pengendalian gerakan hover menggunakan metode JST

● Tujuan– Mengembangkan skema serta algoritma pengendalian– Membuat simulasi pengaturan gerakan hover menggunakan JST

● Batasan– Gerakan hover– Jenis pesawat UH-60 dan Lynx

Page 3: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

3

MODELLING

● Interaksi antara sub system– Fuselage– Main Rotor– Tail Rotor– Empennage– Fuselage

● Menerapkan body axes– Pusat di central of gravity (c.g)– Titik c.g dapat berpindah

Page 4: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

4

KOMPONEN HELIKOPTER

Page 5: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

5

BLADE FLAPPING

Page 6: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

6

FORCE & MOMENT

Page 7: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

7

CONTROL

Page 8: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

8

FORCE & MOMENTFormulasi

F = F R F TR F f F tp F fn

M = M R M TR M f M tp M fn

Translasional

u = −wq−vr XM a

− g sin

v = −ur−℘ YM a

− g cossin

w = −vp−uq ZM a

− g coscos

RotationalI xx p = I yy− I zzqr I xz r pq LI yy q = I zz− I xxrp I xz r

2− p2 MI zz r = I xx− I yy pq I xz p−qr N

Page 9: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

9

ROTOR UTAMA - 1

ForcesX hw = T 1cw

Y hw = −T 1sw

Z hw = −T

Moments

LH =−N b

2K 1s

M H =−N b

2K 1c

N H = CQ R2R3 I R

Page 10: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

10

ROTOR UTAMA - 2

X hw = ∑i=1

N b

∫i=1

R

{− f z−mazbii cosi − f y−ma ybi sini maxbcosi}drb

Y hw = ∑i=1

N b

∫i=1

R

{ f z−mazbiisini− f y−ma ybi cosi ma xbsini}drb

Z hw = ∑i=1

N b

∫i=1

R

f z−mazbmxbiidrb

2C xw

a0 s =X hw

12R2R2 s a0

2C yw

a0 s =Y hw

12R2R2 s a0

2C zw

a0 s =Z hw

12R2R2 s a0

= −2CT

a0 s

Page 11: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

11

ROTOR EKOR - 1

Forces & MomentsX T = T T 1cT

Y T = T TZ T = −T T 1sT

LT = hT Y TM T = lTx cgZ T − QT

N T = −lTxcgY T

ThurstT T = CT T

T RT 2RT

2

Page 12: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

12

ROTOR EKOR - 2

Y T = T RT 2 sT a0T RT

2 CT Ta0T sT F TCT T =

T TT RT

2RT2

2CT T

a0T sT = *

3 132 zT−0T

2T21sT

*

F T = 1 − 34S fnRT

2

Page 13: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

13

FUSELAGE - 1

Forces

X f = 12V f

2 S pC xf f , f

Y f = 12V f

2 S sC yf f , f

Z f = 12V f

2 S pC zf f , f

Moments

L f = 12V f

2 S s l f C lf f , f

M f = 12V f

2 S pCmf f , f

N f = 12V f

2 S sCnf f , f

Page 14: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

14

FUSELAGE - 2

Incidence Angle

f = tan−1 wu , 00

f = tan−1 wu , 00

VelocityV f = u2v2w2 , 00V f = u2v2w

2 , 00

Sideslip

f = sin−1 vV f

Page 15: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

15

EMPENNAGE

Forces

Z tp = 12V tp

2 S tpC ztp tp ,tp

Y fn = 12V fn

2 S fnC y fn fn , fn

MomentsM tp = l tpxcgZ tpN fn = −l fnxcg Y fn

Page 16: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

16

INTEGRASI

Page 17: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

17

TRIM ANALYSIS

Page 18: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

18

LINIERISASI PERSAMAAN

x = F x ,u , t

dengan: x = { x f , x r , x p , x p}x f = {u , w , q , , v , p , , r}xr = {0 , 1c , 1s , 0 , 1c , 1s }x p = { , Qe , Qe}xc = {0 , 1s , 1c , 0T }u = {0 , 1s , 1c , 0T }

Bentuk Trimx = x e x

Page 19: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

19

LINIERISASI PERSAMAAN

x − Ax = Bu t f t

A = ∂F∂ x x=xe dan A = ∂F∂u x=xeX u ≡

X u

Ma

x = Ax Bu dan y = Cx Du

u = −Kxx = Ax−BKx

= A−BK xsehingga didapatkan: det sI−A−BK = 0

Page 20: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

20

LINIERISASI PERSAMAAN

Forces

X = X e∂ X∂u

u ∂ X∂w

w ... ∂ X∂0

0 ...

Y = Y e∂Y∂u

u ∂Y∂w

w ... ∂Y∂0

0 ...

Z = Z e∂Z∂u

u ∂ Z∂w

w ... ∂Z∂0

0 ...

Moments

L = Le∂ L∂u

u ∂ L∂w

w ... ∂ L∂0

0 ...

M = M e∂M∂u

u ∂M∂w

w ... ∂M∂0

0 ...

N = N e∂N∂u

u ∂N∂w

w ... ∂N∂0

0 ...

Page 21: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

21

LINIERISASI PERSAMAAN

di mana:

∂ X∂u

= X u , ∂ X∂w

= X w , ... , ∂ X∂0

= X 0, ...

∂Y∂u

= Y u , ∂Y∂w

= Y w , ... , ∂Y∂0

= Y 0, ...

∂Z∂u

= Zu , ∂Z∂w

= Z w , ... , ∂Z∂0

= Z 0, ...

∂ L∂u

= Lu , ∂ L∂w

= Lw , ... , ∂ L∂0

= L0, ...

∂M∂u

= M u , ∂M∂w

= M w , ... , ∂M∂0

= M 0, ...

∂ N∂u

= N u , ∂N∂w

= N w , ... , ∂N∂0

= N 0, ...

Page 22: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

22

LINIERISASI PERSAMAAN

L ' p =I zz

I xx I zz− I xz2 Lp

I xzI xx I zz− I xz

2 N p

N ' r =I xz

I xx I zz−I xz2 Lr

I xxI xx I zz− I xz

2 N r

k1 =I xz I zz I xx−I yyI xx I zz− I xz

2

k 2 =I zz I zz− I yy I xz

2

I xx I zz− I xz2

k3 =I xx I yy− I xx− I xz

2

I xx I zz− I xz2

Page 23: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

23

LINIERISASI PERSAMAAN

A= [X u X w−Qe X q−W e −g cose X vRe X p 0 X rV e

Z uQe Z w Z qU e −g cosesin e Z v−Pe Z p−V e −gsin ecose Z rM u M w M q 0 M v M p−2Pe I xz I yy−Re I xx−I zz I yy 0 M r2Re I xz I yy−Pe I xx−I zz I yy0 0 cose 0 0 0 −a∗cose −sineY u−Re Y wPe Y q −g sin esin e Y v Y pW e g cos ecose Y r−U e

Lu' Lw

' Lq'k 1Pe−k 2Re 0 Lv

' L p' k 1Qe 0 Lr

'−k 2Q e

0 0 sin e tane a sece 0 1 0 cose∗taneN u' N w

' N q' −k 1Re−k3Pe 0 N v

' N p' −k 3Qe 0 N r

'−k1∗Q e

]B= [

X 0X 1s

X 1cX 0T

Z 0Z 1s

Z 1cZ 0T

M 0M 1s

M 1cM 0T

0 0 0 0Y 0

Y 1sY 1c

Y 0T

L0

' L1s

' L1c

' L0T

'

0 0 0 0N 0

N 1sN 1c

N 0T

]C = diag 8,8D = zeros 8,4 (untuk tanpa gangguan)

= rand 8,4 (dengan gangguan acak)

Page 24: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

24

STRUKTUR JST

z = f z w1 x dan y= f y w2 z = f y w2 f z w1 x di mana:f z : fungsi aktivasi hidden layerf y : fungsi aktivasi output layerx : vektor masukanz : vektor keluaran dari hidden layer atau masukan ke output layery : vektor keluaran JSTd : vektor keluaran yang diharapkan

Page 25: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

25

PEMBELAJARAN JSTBACKPROPAGATION - 1

Aktivasi terhadap input di lapisan keluaran: y _inK = ∑jz jw jK

Error (diminimalkan): E = .5∑K[t k − y k ]

2

Rambatan error: EwJK

= w JK

.5∑K[t k − y k ]

2

= w JK

.5 [tK − f y _inK ]2

= −[ tK − yK ]

wJKf y _inK

= −[ tK − yK ] f ' y _inK

wJK y _inK

= −[ tK − yK] f ' y _inK z J

kemudian ditentukan: K = [ tK − yK ] f ' y _inK

Page 26: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

26

PEMBELAJARAN JSTBACKPROPAGATION - 2

Rambatan error untuk hidden unit: Ev IJ

= −∑K[ tk − y k ]

v IJ

y k

= −∑K[ tK − yK ] f ' y _inK

v IJ

y _inK

= −∑KK

v IJ

y _inK

= −∑KK w JK

v IJ

zJ

= −∑KK w JK f ' z _inJ [X I ]

kemudian ditentukan: J = ∑KK wJK f ' z _inJ

Page 27: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

27

PEMBELAJARAN JSTBACKPROPAGATION - 3

Update bobot (unit keluaran):

w jk = − Ew jk

= [t k − yk ] f ' y _ink z j= k z j

Update bobot (hidden unit):

vij = − E vij

= f ' z _in j xi∑Kk w jk

= j xi

Page 28: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

28

PEMBELAJARAN JSTREINFORCEMENT LEARNING - 1

Non associative Associative

Page 29: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

29

PEMBELAJARAN JSTREINFORCEMENT LEARNING - 2

s t = ∑i=1

n

wi t xi t

dimana:x t : stimulus vectorwt : weight vectora t : actionr t : reinforcement signal

Page 30: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

30

KOMPONEN SISTEM PENGATURAN

● Dynamic System (DS)● Neural Network Plant Model (NNPM)● Neural Network Inverse Plant Model (NNIPM)● Reference Model (RM)● Neural Network Control (NNC)

Page 31: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

31

NNPM

Page 32: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

32

NNPMLearning

Page 33: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

33

NNIPM

Page 34: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

34

NNIPMLearning

Page 35: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

35

NNCPengaturan Kecepatan

Page 36: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

36

NNCPengaturan Kecepatan (Learning)

Page 37: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

37

SIMULINK

Page 38: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

38

STATE SPACELYNX

A = [−0.0199 0.0215 0.06674 −9.7837 −0.0205 −0.16 0 0

0.0237 −0.3108 0.0134 −0.7215 −0.0028 −0.0054 0.5208 00.0468 0.0055 −1.8954 0 0.0588 0.4562 0 0

0 0 0.9985 0 0 0 0 0.05320.0207 0.0002 −0.1609 0.038 −0.0351 −0.684 9.7697 0.0995

0.03397 0.0236 −2.6449 0 −0.2715 −10.976 0 −0.02030 0 −0.0039 0 0 1 0 0.0737

0.0609 0.0089 −0.4766 0 −0.0137 −1.9367 0 −0.2743]

eigenvalue−160.19−95.223−28.794−10.246−1.83342.4181i−1.8334−2.4181i−2.09432.1627i−2.0943−2.1627i

B = [6.9417 −9.286 2.0164 0

−93.918 −0.002 −0.0003 00.9554 26.401 −5.7326 0

0 0 0 0−0.3563 −2.0164 −9.2862 3.677

7.0476 −33.212 −152.95 −0.73580 0 0 0

17.305 −5.9909 −27.591 −9.9111]

K = [ 0.057008 −0.98156 0.010214 0.080449 0.024821 0.0072675 0.10755 0.16457−0.97104 −0.076202 0.76276 3.5465 −0.20677 −0.1789 −1.0062 −0.086259

0.22057 −0.061367 −0.16283 −0.85137 −0.89605 −0.82133 −4.1481 −0.433170.021632 −0.13598 0.0032034 −0.12965 0.3785 0.12534 0.43583 −0.8794]

Page 39: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

39

HASIL SIMULASI - 1

Kontrol

Page 40: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

40

HASIL SIMULASI - 2

Kecepatan

Page 41: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

41

HASIL SIMULASI - 3

Rate

Page 42: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

42

HASIL SIMULASI - 4

Euler

Page 43: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

43

HASIL PEMBELAJARAN - 1

tTARGET

NNIPM LEARNING

0.0 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00000.1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00000.2 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00000.3 0.0115 0.0010 0.0011 0.0004 0.0086 0.0120 0.0008 0.0017 0.0009 0.0084 0.0009 0.00020.4 0.0210 0.0016 0.0039 0.0012 0.0048 0.0213 0.0015 0.0038 0.0015 0.0047 0.0004 0.00010.5 0.0399 0.0031 0.0062 0.0030 0.0184 0.0410 0.0027 0.0058 0.0041 0.0179 0.0017 0.00050.6 0.0544 0.0040 0.0086 0.0052 0.0112 0.0551 0.0038 0.0084 0.0058 0.0109 0.0010 0.00030.7 0.0737 0.0056 0.0101 0.0078 0.0204 0.0749 0.0052 0.0097 0.0090 0.0198 0.0018 0.00060.8 0.0882 0.0068 0.0112 0.0104 0.0123 0.0889 0.0066 0.0109 0.0112 0.0119 0.0011 0.00030.9 0.1052 0.0085 0.0113 0.0131 0.0173 0.1062 0.0082 0.0109 0.0142 0.0169 0.0016 0.00051.0 0.1174 0.0098 0.0112 0.0155 0.0102 0.1180 0.0096 0.0110 0.0161 0.0099 0.0009 0.00021.1 0.1307 0.0113 0.0105 0.0178 0.0131 0.1314 0.0110 0.0102 0.0186 0.0128 0.0011 0.00031.2 0.1399 0.0124 0.0098 0.0197 0.0076 0.1403 0.0122 0.0097 0.0201 0.0074 0.0006 0.0002

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .19.8 0.1973 0.0155 0.0143 0.0284 0.0029 0.1970 0.0156 0.0141 0.0285 0.0029 0.0004 0.000019.9 0.1973 0.0156 0.0142 0.0285 0.0029 0.1970 0.0157 0.0140 0.0286 0.0029 0.0004 0.000020.0 0.1973 0.0157 0.0141 0.0286 0.0029 0.1970 0.0158 0.0139 0.0287 0.0029 0.0004 0.0000

ΔθT

Δ emθ

1sθ

1cθ

0Te

1sθ

1cθ

0Te

m

Page 44: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

44

HASIL PEMBELAJARAN - 2

tKONTROL

NNC LEARNING

0.0 0.0000 -0.0001 -0.0001 -0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0002 0.00000.1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00000.2 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00000.3 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0061 0.0120 0.0008 0.0017 0.0009 0.0000 0.0122 0.00000.4 0.0120 0.0008 0.0017 0.0009 0.0048 0.0212 0.0015 0.0038 0.0015 0.0000 0.0095 0.00010.5 0.0212 0.0015 0.0038 0.0015 0.0101 0.0410 0.0027 0.0058 0.0041 0.0000 0.0201 0.00000.6 0.0410 0.0027 0.0058 0.0041 0.0072 0.0551 0.0038 0.0084 0.0058 0.0000 0.0145 0.00000.7 0.0551 0.0038 0.0084 0.0058 0.0101 0.0749 0.0052 0.0097 0.0090 0.0000 0.0201 0.00000.8 0.0749 0.0052 0.0097 0.0090 0.0071 0.0889 0.0066 0.0109 0.0112 0.0000 0.0143 0.00000.9 0.0889 0.0066 0.0109 0.0112 0.0088 0.1062 0.0082 0.0109 0.0141 0.0000 0.0176 0.00011.0 0.1062 0.0082 0.0109 0.0142 0.0060 0.1180 0.0096 0.0110 0.0161 0.0000 0.0120 0.00001.1 0.1180 0.0096 0.0110 0.0161 0.0069 0.1314 0.0110 0.0102 0.0186 0.0000 0.0137 0.00001.2 0.1314 0.0110 0.0102 0.0186 0.0046 0.1403 0.0122 0.0097 0.0201 0.0000 0.0091 0.0000

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .19.8 0.1970 0.0155 0.0142 0.0284 0.0001 0.1970 0.0156 0.0141 0.0285 0.0000 0.0002 0.000019.9 0.1970 0.0156 0.0141 0.0285 0.0001 0.1970 0.0157 0.0140 0.0286 0.0000 0.0002 0.000020.0 0.1970 0.0157 0.0140 0.0286 0.0001 0.1970 0.0158 0.0139 0.0287 0.0000 0.0002 0.0000

ΔθK

ΔθTKθ

1sθ

1cθ

0Te

1sθ

1cθ

0Te

u

Page 45: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

45

PENGEMBANGAN PEMBELAJARAN

Page 46: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

46

KESIMPULAN

1. Osilasi sekitar 5% terhadap nilai target yang diinginkan.

2. Arsitektur NNC dan teknik pembelajaran sangat berpengaruh pada waktu dan hasil pembelajarannya.

3. Pembelajaran NNC dengan prinsip reinforcment learning membutuhkan waktu proses yang lebih lama dari pada dengan cara penerapan invers dan backpropagasi.

4. Pembelajaran menggunakan reinforcment learning, dapat dilakukan dengan cara menerapkan struktur pohon, di mana dapat dicari nilai local minimum dan global minimum.

5. Penerapan LQR (sebagai linier feedback) atau dalam penerapannya sebagai Stability Augmentation System, memberikan hasil yang baik.

6. Pembelajaran NNPM dan NNIPM dilakukan secara on-line agar ketidakpastian pada dinamika sistem dapat segera diketahui, sehingga NNC dapat segera beradaptasi.

Page 47: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

47

SARAN PENGEMBANGAN

1. Simulasi dikembangkan menjadi beberapa bentuk, berdasarkan arsitektur JST dan model dynamic system, serta metode pembelajaran JST.

2. Hasil dari penerapan JST mungkin dapat dibandingkan berdasarkan metode misalnya PID dan Fuzzy, atau berdasarkan jenis dinamika sistem (Lynx, UH60, atau lainnya).

3. Data yang diperoleh dari referensi ditelaah lebih lanjut pada plant sebenarnya.

4. Menyertakan analisa dan pembahasan peralatan yang digunakan pada plant sebenarnya, seperti hidraulic, motor, sensor, INS, serta lainnya.

5. Menyertakan analisa untuk penangannan disturbance dan noise yang dapat terjadi pada peralatan.

6. Perbandingan secara lebih mendalam dalam pencarian nilai sinyal kontrol optimal dengan memodelkan dalam bentuk graf atau struktur pohon dan kemudian menggunakan algoritma djikstra atau algoritma pencarian breadth-first search atau depth-first search maupun modifikasinya.

Page 48: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

48

DAFTAR PUSTAKA

[B01] Donald McLean, “Automatic Flight Control System”, Prentice Hall International, 1990.

[B02] Steven M. LaValle, “Planning Algorithms”, Cambridge University Press, University of Illinois, USA, 2006.

[B03] Katsuhiko Ogata, “Discrete Time Control System”, Prentice Hall, USA, 1995.

[B04] Robert Grover Brown and Patrick Y. C Hwang, “Introduction To Random Signals And Applied Kalman Filtering”, 3th Edition, John Wiley & Sons, USA, 1997.

[B05] Richard C. Dorf and Robert H. Bishop, “Modern Control Systems”, 9th Edition, Prentice Hall, USA, 2001.

[B06] Frank L. Lewis, “Applied Optimal Control & Estimation”, Prentice Hall International, USA, 1992.

[B07] Ken Dutton and Steve Thompson and Bill Barraclough, “The Art of Control Engineering”, Addison-Wesley, USA, 1997.

[B08] Howard Anton, “Aljabar Linier Elementer (Alih Bahasa)”, Erlangga, Indonesia, 1987.

[I01] Nikos Drakos, “Computer Based Learning Unit”, University of Leeds, Internet, 1996.

[I02] E. de Weerdt and Q.P. Chu and J.A. Mulder, “Neural Network Aerodynamic Model Identification for Flight Control Reconfiguration”, Delft University of Technology, Department of Control and Simulation, GB Delft, Netherlands.

[I03] Kevin J. Walchko and Michael C. Nechyba and Eric Schwartz and Antonio Arroyo, “Embedded Low Cost Inertial Navigation System”, University of Florida, Gainesville.

[I04] Fahad A Al Mahmood, “Constructing & Simulating a Mathematical Model of Longitudinal Helicopter Flight Dynamics”.

[I05] Luca Vigan`o and Gianantonio Magnani, “Acausal Modelling of Helicopter Dynamics for Automatic Flight Control Applications”, Politecnico di Milano Dipartimento di Elettronica ed Informazione (DEI) Via Ponzio, Milano, Italy.

Page 49: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

49

DAFTAR PUSTAKA

[I06] Kathryn B. Hilbert, “A Mathematical Model of the UH-60 Helicopter”, Aeromechanics Laboratory, U.S. Army Research and Technology Laboratories-AVSCOM NASA, California, USA.

[I07] S. K. Kim & D. M. Tilbury, “Mathematical Modeling and Experimental Identification of an Unmanned Helicopter Robot with Flybar Dynamics”, Department of Mechanical Engineering University of Michigan, USA.

[I08] M. D. Takahashi, “A Flight-Dynamic Helicopter, Mathematical Model with a Single, Flap-Lag-Torsion Main Rotor”, NASA, USA, 1990.

[I09] Wikipedia, The free encyclopedia, Internet.

[I10] Richard E. McFarland, “a Standard Kinematic Model for Flight Simulation at NASA-AMES”, California, USA.

[I11] Martin T. Hagan and Howar B. Demuth, “Neural Networks for Control”, School of Electrical & Computer Engineering Oklahoma State University & Electrical Engineering Department University of Idaho.

[I12] George Saikalis and Feng Lin, “Adaptive Neural Network Control by Adaptive Interaction”, Hitachi America Ltd. & Wayne State University, USA.

[I13] J. Andrew Bagnell and Jeff G. Schneider, “Autonomous Control Using Reinforcement Learning”.

[I14] Thomas S. Alderete, “Simulator Aero Model Implementation”, NASA Ames Research Center, Moffett Field, California, USA.

[I15] Joseph B. Mueller and Michael A. Paluszeky (Princeton Satellite Systems, Princeton) and Yiyuan Zhaoz (University of Minnesota, Minneapolis), “Development of an Aerodynamic Model and Control Law Design for a High Altitude Airship”, American Institute of Aeronautics and Astronautics, USA.

[I16] Gabriel M. Hoffmann and Haomiao Huang and Steven L. Waslander and Claire J. Tomlin, “Quadrotor Helicopter Flight Dynamics and Control: Theory and Experiment, Navigation and Control Conference and Exhibit”, AIAA Guidance, Hilton Head, South Carolina, USA, 2007.

Page 50: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

50

IMU

Page 51: PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK …digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12854-Presentation.pdf · 1 Tesis TE 2099 PERANCANGAN DAN SIMULASI KONTROLER JST UNTUK PENGENDALIAN

51

TERIMA-KASIH