Sistem Kendali Proportional Integral Derivative PID

6

2.3. Sistem Kendali Proportional Integral Derivative PID

Gambar 2.4. Diagram Blok Sistem Kendali PID. PID merupakan sistem kendali dengan siklus tertutup. Sistem kendali dengan siklus tertutup adalah sistem yang pengendaliannya bergantung pada keluaran sistem [5]. Pada sistem kendali ini memiliki beberapa keunggulan karena dapat mengurangi bahkan mengilangkan nilai error pada sistem. Nilai error adalah nilai perbedaan nilai set point dengan nilai keluaran sistem. Pada kontrol PID memiliki tiga buah komponen yaitu Proportional, Integral, dan Derivative seperti pada Gambar 2.4. Proportional merupakan komponen yang bergantung pada error sekarang. Respon dari komponen proportional didapat dari penguatan terahadap nilai error seperti pada Persamaan 6. = × t 6 Nilai penguatan Kp yang terlalu besar membuat sistem menjadi tidak stabil. Integral merupakan keadaan proporsional besar dari error dan durasi dari error. Komponen integral dalam kontrol PID adalah jumlah dari error dari waktu ke waktu dan member akumulasi offset yang seharusnya diperbaiki pada waktu sebelumnya seperti Persamaan 7. Secara terus menerus variabel integral akan mengurangi steady-state error, tetapi menyebabkan respon keadaan transient memburuk. = ∫ 7 Derivative, nilai error saat sistem berjalan dikalkulasi dengan cara menentukan kenaikan error dari waktu ke waktu dan mengalikan dengan rata-rata perubahan keluaran sistem dari waktu ke waktu seperti Persamaan 8. Variabel akan 7 berpengaruh meningkatkan kestabilan sistem dengan mengurangi nilai overshoot saat keadaan transient. = 8 Untuk mendapat respon sistem seperti yang diinginkan oleh pengguna bisa diatur nilai untuk , dan . Pada skripsi ini untuk menentukan nilai , dan digunakan metode trial and error. Setiap nilai , dan memiliki pengaruh pada keluaran sistem. Berikut adalah tabel efek dari nilai setiap variabel PID jika diperbesar nilainya pada Tabel 1 [5]. Tabel 2.1. Kontrol PID pada sistem siklus tertutup. Parameter Rise Time Overshoot Settling Time Steady State error Turun Naik Perubahan kecil Turun Turun Naik Turun turun drastis Penurunan kecil Penurunan kecil Penurunan kecil Tidak ada efek 2.3.1. Implementasi PID pada Robot Humanoid = + 9 Menjelaskan Persamaan 9 [6], merupakan sinyal keluaran PID, merupakan penguatan proportional, merupakan penguatan derivative, adalah nilai error dari sistem yang didapat dari nilai accelerometer, dan adalah nilai error derivative yang didapat dari nilai gyroscope. Pada skripsi ini hanya digunakan PD kontroler saja karena aktuator motor servo telah memiliki internal PID dengan komponen integral orde dua sehingga jika diberi tambahan komponen integral dari luar sistem menjadi orde tiga dan menjadi tidak stabil. 8 Gambar 2.5. Diagram Blok Sistem Kendali PID pada robot. Menjelaskan Gambar 2.5, umpan balik untuk kontrol PID diambil dari data sensor IMU yang di-filter terlebih dahulu sebelum diumpan balikkan kedalam perhitungan PID kemudian hasil dari perhitungan PID akan ditambahkan dengan hasil dari perhitungan inverse kinematic, di mana inverse kinematic mendapat inputan lokasi end effector kaki robot dari lintasan pola berjalan yang telah dibuat di dalam algoritma motion pattern generator. Plant servo yang digunakan untuk menyeimbangkan robot adalah servo ankle pitch, knee, hip pitch, shoulder roll dan shoulder pitch.

2.4. Strategi Panggul