Experimentally robustness improvement of DC motor speed control optimization by H-infinity of mixed-sensitivity synthesis

Speed control of DC motor needs excellent robustness to guarantee its function to work properly against uncertainty and disturbance. The uncertainty may occur because of mechatronic component degradation, sensor noise, and environmental effect. Overload and accident have the possibility to be a significant disturbance. The performance of the DC motor is related to its stability and accuracy, which becomes a robust control goal. Robustness is an essential criterion for DC motor applications, from electronic household appliances to electric vehicles. This research aims to improve the robustness of DC motor speed control by H-infinity optimization of mixed-sensitivity synthesis technique to deal with uncertainty and disturbance. Comparison of theoretical modeling of mechatronics principle and experimental identification model is used for finding the best plant model to be processed by mixed-sensitivity synthesis. The proposed controller’s singular values are successfully dropped significantly twice due to robustness improvement from the experimental data. The optimization controller design is robustly stable due to loaded mass as disturbance assessment. The robustness performance improves significantly because the proposed plan has better overshoot errors and smother signal. In addition, the Lyapunov stability assessment on eigenvalues and graphical method proves that the proposed controller design is asymptotically stable. Although the proposed design has significant higher order, it can easily improve DC motor speed control through personal computer (PC)-based control. The calculation of mixed-sensitivity H-infinity control is proven scientifically in this work for the DC motor plant experiment.acceptedVersionPeer reviewe

Rancang Bangun Pengendali Katup Solenoid Otomatis Melalui PC Pada Kalibrator Laju Aliran Air Piston Prover OT-400

Abstract Designing and creating of automatic solenoid valve of control circuit through the Personal Comupter (PC) on water flow rate calibration system piston prover OT-400 has been done at the fluid flow laboratory of Research Center for Calibration, Instrumentation and Metrology LIPI. Solenoid is used to control the water flow rate by adjusting the opening and closing its valve. ATmega328 microcontroller on the Arduino Duemilanove board is used to control the input voltage solenoid by using Pulse Width Modulation (PWM) and communicates serially via the PC with USB port. From the test results found that these control systems can run well in controlling the solenoid valve, so that research activities in analyzing the solenoid valve to control water flow rate can be done more easily, quickly and efficiently. Keywords: control, solenoid valve, Arduino Duemilanove, water flow rate. Abstrak Telah dilakukan perancangan dan pembuatan rangkaian pengendali katup solenoid otomatis melalui Personal Comupter(PC) pada sistem kalibrasi laju aliran air piston prover OT-400 di laboratorium aliran fluida Pusat Penelitian Kalibrasi, Instrumentasi dan Metrologi LIPI. Solenoid ini digunakan untuk mengendalikan laju aliran air dengan mengatur buka tutup katupnya. Digunakan mikrokontroler ATmega328 pada board arduino Duemilanove untuk mengendalikan tegangan input solenoid dengan menggunakan Pulse Width Modulation(PWM) dan berkomunikasi serial dengan PC melaui port USB. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa sistem pengendali ini dapat berjalan dengan baik dalam mengendalikan katup solenoid, sehingga kegiatan penelitian dalam menganalisa pengendalian katup solenoid terhadap laju aliran air dapat dilakukan dengan lebih mudah, cepat dan efisien

Kajian Identifikasi Model Eksperimen pada Kontrol Kecepatan Motor DC

Motor arus searah atau Direct Current (DC) masih banyak digunakan dalam industri, pendidikan, penelitian bahkan dalam peralatan rumah tangga. Pengembangan teknik kontrol kecepatan motor DC dengan berbagai teori kontrol baik persektif adaptif maupun robust menantang untuk dilakukan. Model sistem kontrol kecepatan motor DC yang akurat perlu diteliti baik teori dan eksperimen. Fasilitas QUBE-Servo 2 dapat mengimplementasikan kajian pemodelan sistem kontrol tersebut terutama secara eksperimen. Data eksperimen tegangan listrik dan kecepatan sudut motor dapat dimanfaatkan untuk identifikasi model sistem kontrolnya yang dapat dibandingkan dengan teori motor DC dari data spesifikasi motor terkait. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari metode identifikasi model sistem kontrol kecepatan sudut pada motor DC guna mendapatkan model yang paling akurat. Hasil eksperimen teknik kalang tertutup Proportional-Integral-Derivative (PID) menunjukkan bahwa model Perumusan teori motor DC berbeda terutama fenomena overshoot dan fluktuasi pada tahap responnya. Fungsi transfer dari hasil identifikasi model berpangkat 2 lebih mendekati hasil eksperimen yang cenderung tidak linear daripada pangkat yang lebih rendah. Pemanfaatkan metode sistem identifikasi dalam merancang model berbasis data eksperimen memiliki akurasi baik sehingga layak digunakan dalam pengembangan dan optimalisasi teknik kontrol kecepatan motor DC

Kajian Eksperimen Teknik Kontrol Penerbangan Posisi Tinggal Landas Drone Bikopter dengan Metode PID

Pengembangan teknik kontrol penerbangan (flight control) untuk drone tidaklah sederhana disebabkan oleh nonlinearitas, ketidakpastian, dan karakteristik dinamis udara. Bahkan, ini lebih rumit dari sistem kontrol yang memiliki hanya satu input dan satu output, diakibatkan kendali penerbangan drone dapat memiliki lebih dari satu input dan output. Fasilitas 3 degree of freedom (DOF) helikopter dapat mengimplementasikan teknik penerbangan drone jenis bikopter yang memiliki dua rotor secara eksperimen. Posisi tinggal landas (take off) drone sangatlah penting berkaitan dengan keselamatan awal penerbangan. Metode kontrol Proportional Integral Derivatif (PID) merupakan teknik populer yang tidak hanya dipelajari di dunia pendidikan tetapi juga telah diterapkan oleh industri untuk mengontrol plant-nya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari teknik kontrol penerbangan posisi take off drone bikopter dengan menerapkan metode PID baik kajian teori maupun eksperimennya. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa koefisien penguatan (gain) berpengaruh terhadap kesalahan dan lineraritas posisi drone. Variasi komponen gain kendali proportional integral lebih buruk dari proportional derivatif. Untuk mendapatkan respon posisi yang paling akurat dan linear, seluruh koefisien PID harus diaplikasi pada teknik kontrol penerbangan posisi tinggal landas drone bikopter

Discrete-Time Design of Dual Internal Model-Based Repetitive Control Systems

This paper presents a novel design of discrete-time dual internal model-based repetitive control systems. The design strategy is accomplished by combining general and high-order modified repetitive control schemes for simultaneous tracking repetitive tasks and rejection of uncertain periodic disturbances. The proposed controller is constructed from two different discrete-time internal models, rendering a dual internal model-based repetitive controller (DIMRC). The first internal model is intended to track repetitive commands with a fixed fundamental frequency. Meanwhile, the second internal model is coupled to compensate for an exogenous periodic disturbance with an uncertain frequency. The controller structure, stability conditions, and convergence analysis are discussed in this paper. The performance of the proposed controller is validated through simulation studies showing accurate tracking and excellent disturbance rejection simultaneously