Performance analysis of State-Estimator Implementation on Hardware-In-The-Loop of Ball and Beam System
| Main Authors: | Romdlony, Muhammad Zakiyullah, Irsyadi, Fakih, Rahmawati, Dien, Kristiawan, Handika Yulma |
|---|---|
| Format: | Article info application/pdf eJournal |
| Bahasa: | ind |
| Terbitan: |
Diponegoro University
, 2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
https://ejournal.undip.ac.id/index.php/teknik/article/view/41681 https://ejournal.undip.ac.id/index.php/teknik/article/view/41681/21334 |
Daftar Isi:
- Ball and beam system (BBS) is a commonly used model to represent several complex and unstable systems. BBS is underactuated system. It is an ideal model to implement kind of control theory. Most of control design are done using simulation method. This method is not realistic because it is conducted on the ideal situation which implies that the result cannot be directly used to control the real system. Hardware in the loop (HIL) simulation is a method that can be used to solve these problems. The use of real controller makes the design experience more realistic and ready to implement. This paper proposes a design of full state feedback for BBS stabilization using HIL simulator. The contribution of this work is to design state estimator on the BBS setup to estimate position and velocity. The result shows that the proposed control and estimator are successfully implemented. The estimator can estimate the output position with time convergent about 1,32 second. The performance of the system is similar with simulation and real plant implementation. It shows that this method can represent the dynamic response of the system on full state feedback control.
- Ball and Beam System (BBS) merupakan model kendalian yang seringkali digunakan untuk memodelkan berbagai sistem dinamis yang kompleks dan unstable. BBS merupakan underactuated system dimana sistem kompleks untuk dikendalikan sehingga ideal untuk penerapan berbagai jenis kendali, mulai dari kendali klasik, modern maupun cerdas. Mayoritas perancangan sistem kendali dilakukan secara simulasi. Metode ini kurang realistis karena dilakukan pada kondisi yang ideal sehingga hasilnya tidak dapat diimplementasikan secara langsung pada sistem riil. Salah satu metode lain yang dapat digunakan adalah simulasi Hardware in the loop (HIL). Penggunaan perangakat pengendali memungkinkan hasil perancangan dapat secara langsung digunakan untuk mengendalikan sistem riil. Paper ini mengusulkan perancangan kendali full state feedback untuk stabilisasi BBS menggunakan setup HIL simulator. Pengembangan yang dilakukan adalah penambahan state estimator, yang ditanamkan pada perangkat pengendali, untuk mengestimasi nilai posisi dan kecepatan bola sebagai masukan pengendali. Hasil pengujian menunjukkan bahwa perancangan state estimator pada simulasi HIL berhasil dilakukan. State estimator dapat mengestimasi output posisi BBS dengan waktu konvergensi yang cepat, sekitar 1,32 detik. Performansi yang dihasilkan sistem serupa dengan simulasi maupun implementasi sistem riil. Hal ini menunjukkan bahwa sistem yang diusulkan dapat merepresentasikan dinamika sistem pada full state feedback control.