Perancangan Sistem Kontrol Adaptif Dari Eksoskeleton Sendi Siku Pada Rehabilitasi Pasca Stroke

Fadlurrahman, Daffa (2023) Perancangan Sistem Kontrol Adaptif Dari Eksoskeleton Sendi Siku Pada Rehabilitasi Pasca Stroke. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 07311840000005-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2025. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Penderita stroke biasanya mengalami kecacatan, terutama gangguan motorik pada ekstrimitas atas dan kehilangan fungsi tangannya atau dapat disebut sebagai hemiplegia. Kedua hal ini dapat dipulihkan sebagian dengan menjalani rehabilitasi. Salah satu cara rehabilitasi pasca stroke adalah dengan robotik eksoskeleton. Untuk mengendalikan eksoskeleton banyak digunakan kontroler PID. Penyesuaian manual tiga parameter PID menggunakan metode manual adalah proses yang memakan waktu dan sulit untuk mencapai hasil yang baik. Parameter yang didapat belum tentu akan cocok ketika digunakan untuk pasien lain dengan kondisi yang berbeda mulai dari berat hingga kekakuan otot. Maka pada penelitian ini berfokuskan pada sistem kontrol eksoskeleton yang mampu melakukan tuning secara otomatis untuk mendapatkan parameter yang optimal. Untuk mencapai kemampuan adaptif maka gain dari kontroler PID akan di update setiap iterasinya menggunakan metode gradient descent. Tujuan dari gradient descent adalah untuk mendapatkan nilai parameter optimal yang meminimalkan error. Input yang akan dimasukkan kedalam kontroler atau hal yang ingin di kontrol adalah sudut. Hasil yang didapatkan menandakan bahwa kontroler telah berhasil dalam melakukan tuning parameternya untuk mendapatkan hasil yang bagus dan menjaga kestabilan performa sistem. Didapatkan konstanta adaptasi yang optimal sebesar 0,001 dengan RMSE ± 1°. Didapatkan range kecepatan yang aman untuk diujikan kepada subjek yaitu dari 1 cm/detik hingga 4 cm/detik dimana pada pengujian subjek normal digunakan 4 cm/detik. Dari pengujian pada subjek, berat subjek, ROM yang diberikan serta adanya torsi akan mempengaruhi perubahan Kp. Didapatkan RMSE dengan range 0,998° hingga 1,069°. Dapat dilihat bahwa tidak ada pengingkatan RMSE yang signifikan meskipun dipengaruhi oleh subjek dengan berat yang berbeda dan ROM yang berbeda serta adanya torsi dari subjek
====================================================================================================================================
Stroke patients usually experience disability, especially motor impairment in the upper extremities and loss of hand function or can be referred to as hemiplegia. Both of these can be partially restored by undergoing rehabilitation. One way of post-stroke rehabilitation is with a robotic exoskeleton. To control the exoskeleton many PID controllers are used. Manual adjustment of three PID parameters using the manual method is a time-consuming process and difficult to achieve good results. The parameters obtained will not necessarily be suitable when used for other patients with different conditions ranging from weight to muscle stiffness. So this research focuses on an exoskeleton control system that is capable of automatic tuning to obtain optimal parameters. To achieve adaptive capability, the gain of the PID controller will be updated every iteration using the gradient descent method. The purpose of gradient descent is to obtain the optimal parameter value that minimizes the error. The input that will be entered into the controller or the thing to be controlled is the angle. The obtained results indicate that the controller has succeeded in tuning its parameters to get good results and maintain stable system performance. An optimal adaptation constant of 0.001 was obtained with an RMSE of ± 1°. A safe speed range was obtained to be tested on the subject, namely from 1 cm / sec to 4 cm / sec where the normal subject test used 4 cm / sec. From testing on the subject, the weight of the subject, the ROM given and the torque will affect the change in Kp. RMSE was obtained with a range of 0.998° to 1.069°. It can be seen that there is no significant increase in RMSE even though it is affected by subjects with different weights and different ROMs as well as the torque of the subject

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSB 629.836 Fad p-1 2023
Uncontrolled Keywords:	Robotik Eksoskeleton, Hemiplegia, Kontroler PID, Gradient Descent, Stroke,Robot Exoskeleton, Hemiplegia, PID Controller, Gradient Descent, Stroke.
Subjects:	R Medicine > RM Therapeutics. Pharmacology > RM950 Rehabilitation technology. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ217 Adaptive control systems T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK7878 Electronic instruments
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Biomedical Engineering > 11410-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Daffa Fadlurrahman
Date Deposited:	14 Feb 2023 02:23
Last Modified:	11 Sep 2023 03:33
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/97153

Actions (login required)

View Item