Rancang Bangun Sistem Pengendalian Adaptif Secara Joint-Space Terhadap Orientasi Platform Pada Mekanisme Paralel 3-Rps Sebagai Alat Rehabilitasi Ankle

Rafdi, Aufar (2021) Rancang Bangun Sistem Pengendalian Adaptif Secara Joint-Space Terhadap Orientasi Platform Pada Mekanisme Paralel 3-Rps Sebagai Alat Rehabilitasi Ankle. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111540000005-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2023. Download (3MB)

Abstract

Mekanisme paralel 3-RPS digunakan pada proses rehabilitasi ankle. Telah diketahui mode operasi, parameter desain, inverse-kinematic, dan prototip-pasif dimana perlu dibuat prototip-aktif yang dapat beroperasi sesuai kriteria studi.
Proses pembuatan prototip terdiri dari dua tahap yaitu pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak. Pembuatan perangkat keras pada prototip 3-RPS secara umum dipertimbangkan berdasarkan kriteria desain, ketersediaan komponen di pasaran, dan kemampuan manufaktur. Perangkat lunak (sistem kontrol) didesain berdasarkan penggunaannya sebagai alat rehabilitasi ankle. Untuk menjaga trajektori konsisten pada platform, dilakukan segmentasi pada trajektori platform (task-space) sehingga tidak melebihi lebar segmen tertentu, sehingga pada setiap segmen, hubungan trajektori task-space dan trajektori joint-space adalah linear. Karena trajektori joint-space telah bisa dianggap linear, maka untuk kecepatan platform yang konstan kecepatan joint-space juga konstan. Untuk mencapai kecepatan joint-space yang konstan, aktuator dimodelkan sebagai linear-unit, dimana hubungan input (sinyal kontrol) dan output (kecepatan) mengikuti persamaan garis lurus. Output aktuator dicatat untuk setiap input yang diberikan, lalu dari data yang diambil dilakukan regresi linear untuk mendapatkan weighting vector untuk setiap aktuator (3 aktuator). Error yang disebabkan oleh proses linearisasi ini dikompensasi dengan penyederhanaan dari proportional controller yang dalam studi ini disebut kompensator. Untuk menjaga validitas weighting vector ketika prototip beroperasi, dilakukan skema adaptif yang merupakan modifikasi dari proses regresi linear yang dalam studi ini disebut ALINER (adaptive linear regression). Inverse-kinematik dari mekanisme 3-RPS dievaluasi dan dibandingkan dengan batas kerja (geometri) setiap aktuator lalu posisi yang memungkinkan dipetakan untuk setiap mode operasi.
Bersama dengan sistem kontrol joint-space yang adaptif, daerah kerja dari prototip ini mencakup daerah kerja dari ankle manusia sehingga memungkinkan untuk mereplikasi setiap gerakan ankle manusia baik kanan maupun kiri dan memungkinkan untuk dijadikan sebagai alat rehabilitasi ankle.
====================================================================================================
3-RPS parallel mechanism is used on ankle rehabilitation.
It is been known for operation modes, design parameters, inversekinematic, and passive-prototype which the corresponding activeprototype is needed to be made.
This prototype design process consists of two stages which
were hardware and software implementations towards ankle
rehabilitation device. Hardware designs and implementations
were practically an iterative processes which were not sequential,
however in general, it was designed by considering design
criterion, components availability, and manufacturing abilites. Its
joint-space control system was deduced from task-space trajectory
linearisation (by segmentation) which then transformed into jointspace trajectory. Linear joint-space trajectory made constantvelocity driving scheme for each of actuators is possible.
Maintaining constant-velocity for each of actuators was done by
linear modeling. Alongside with velocity compensation scheme,
simple adaptive scheme based on regression technique called
ALINER were also used in order to ensure linear model validity of
each of actuators overtime. By numerically evaluating 3-RPS
inverse-kinematic and elaborating it with each actuator
(geometrical) working range, workspaces of this prototype were
mapped for both operation modes.
Together with its adaptive joint-space control system,
workspaces of this prototype cover the workspace of natural
human ankle thus allowing it to mimic every (average human)
ankle movements/trajectories regardless right or left ankle and is
sensible to be considered as an ankle rehabilitation device.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	keseleo, rehabilitasi ankle, mekanisme paralel, 3-RPS, kontrol adaptif joint-space, proses desain prototip
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ211 Robotics. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ213 Automatic control. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ217 Adaptive control systems
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Rafdi Aufar
Date Deposited:	10 Mar 2021 07:16
Last Modified:	10 Mar 2021 07:16
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/84051

Actions (login required)

View Item