Rancang Bangun Sistem Kendali CTC Pada 3-RPS Parallel Manipulator Sebagai Alat Rehabilitasi Pergelangan Kaki

Yudananta, I Kadek Tresna (2024) Rancang Bangun Sistem Kendali CTC Pada 3-RPS Parallel Manipulator Sebagai Alat Rehabilitasi Pergelangan Kaki. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007201201-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Aplikasi robot 3-RPS parallel manipulator sebagai alat rehabilitasi pergelangan kaki merupakan salah satu alternatif pengobatan modern dalam bidang biomedika karena penggunaan robot ini bisa memberikan rehabilitasi yang lebih presisi dengan jumlah repetisi yang tinggi. Analisa secara kinematika telah dilakukan untuk memperoleh nilai posisi, kecepatan, serta percepatan dari setiap aktuator. Kemudian analisis dinamika dibutuhkan untuk menghitung gaya aktuasi pada aktuator. Gaya aktuasi tersebut digunakan untuk mendesain sistem kendali computed torque control (CTC). Penelitian ini bertujuan untuk merancang serta mengimplementasikan sistem kendali CTC pada prototipe robot 3-RPS parallel manipulator. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk merancang serta menerapkan protokol keselamatan dengan memanfaatkan respon sensor dari robot. Eksperimen dalam penelitian ini dilakukan dengan 2 skenario, yaitu pertama rehabilitasi menggunakan gait cycle dan kedua, rehabilitasi menggunakan gait cycle dengan protokol keselamatan. Pengambilan data posisi dan kecepatan aktuator pada setiap skenario dilakukan sebanyak 3 kali. Data dibandingkan dengan hasil perhitungan posisi dan kecepatan aktuator dan root mean square error (RMSE) dihitung untuk mengetahui tingkat error. Sistem kendali yang digunakan adalah sistem kendali CTC yang merupakan gabungan antara PD compensator dengan feedforward compensator. Sistem kendali torsi motor dengan basis kontrol arus diterapkan pada robot untuk mengatur gaya aktuasi dari motor. Eksperimen menunjukkan pada skenario pertama, nilai RMSE posisi tertinggi pada setiap motor, secara berurutan dari motor 1 hingga 3 dalam m, adalah 4,533 x 10^(-4);4,587 x 10^(-4);8,973 x 10^(-4). Sedangkan, nilai RMSE kecepatan tertinggi dalam m/s, secara berurutan dari motor 1 hingga 3, adalah 6,488 x 10^(-4);5,627 x 10^(-4);6,375 x 10^(-4). Pada skenario kedua, nilai RMSE posisi tertinggi, secara berurutan dari motor 1 hingga 3 dalam m, adalah 8,323 x 10^(-4);5,405 x 10^(-4);9,957 x 10^(-4) sedangkan nilai RMSE kecepatan tertinggi, secara berurutan dari motor 1 hingga 3 dalam m/s, adalah 7,056 x 10^(-4);8,524 x 10^(-4);9,543 x 10^(-4).

============================================================

The application of a 3-RPS parallel manipulator robot as a ankle rehabilitation device is one of the modern medical alternatives in the field of biomedicine as the use of this robot can provide more accurate rehabilitation with a high number of repetitions. Kinematical analysis has been done to obtain the position, speed, and acceleration values of each actuator. The actuation force is used to design a computed torque control control system (CTC). The research aims to design and implement a CTC control system on a 3-RPS parallel manipulator robot. In addition, the research also aims to design and implement safety protocols using the robot's sensor response. The experiments in this study were conducted with two scenarios, first rehabilitation using the gait cycle and second, rehabilitation with the gaits cycle with safety protocol. Position and actuator speed data capture in each scenario is performed three times. Data compared to the calculation of the position and speed of the actuator and the root mean square error (RMSE) is calculated to determine the error level. The control system used is the CTC control system which is a combination of the PD compensator and the feedforward compensator. Motor torque control system with current control base applied to the robot to adjust the actuation style of the motor. The experiment showed in the first scenario, the obtained RMSE value of the highest actuator position on each motor in m, in the sequence of motors 1 to 3, is 4,533 x 10^(-4);4,587 x 10^(-4);8,973 x 10^(-4). Whereas, the maximum actuator speed RMSE of the motor 1 to 3 in m/s is 6,488 x 10^(-4);5,627 x 10^(-4);6,375 x 10^(-4). In the second scenario, the highest actuator position RMSE value, in sequence of motors 1 to 3 in m, is 8,323 x 10^(-4);5,405 x 10^(-4);9,957 x 10^(-4), while the maximum actuator velocity RMSE in m/s, in order of motor 1 to 3 is 7,056 x 10^(-4);8,524 x 10^(-4);9,543 x 10^(-4).

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	3-RPS parallel manipulator, CTC, invers kinematic, invers dynamic, ankle rehabilitation, 3-RPS parallel manipulator,CTC,inverse kinematic,inverse dynamic, rehabilitasi pergelangan kaki
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ211 Robotics. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ211.4 Robot motion T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ213 Automatic control. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ217 Adaptive control systems T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ223 PID controllers
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	I Kadek Tresna Yudananta
Date Deposited:	13 Aug 2024 06:59
Last Modified:	13 Aug 2024 07:01
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/114874

Actions (login required)

View Item