Sistem Kendali Adaptif: Desain, Pemodelan dan Simulasi Analog

(1)

(2)

Sistem Kendali Adaptif

Desain, Pemodelan dan Simulasi Analog

Faizal Arya Samman

Universitas Hasanuddin

(3)

ii

Sistem Kendali Adaptif

Desain, Pemodelan dan Simulasi Analog

Penulis:

Faizal Arya Samman ISBN: 978-602-72676-9-5

Desain Sampul: TRENSILICA

Penerbit:

Lembaga Sains, Teknologi dan Seni

(Institute of Sciences, Technolgies and Arts – IESTA)

Alamat Penerbit:

Jl. KH. Wahid Hasyim No. 246 Sungguminasa 92111

Kab. Gowa, Sulawesi Selatan, INDONESIA e-mail: iesta.ipteks@gmail.com

Distributor:

PT. Minasa Elektro-Sains Teknologi Jl. KH. Wahid Hasyim No. 246 Sungguminasa 92111

Kab. Gowa, Sulawesi Selatan, INDONESIA e-mail: minasa.firma@gmail.com

Cetakan Pertama, November 2016

Hak Cipta dilindungi oleh undang-undang.

Dilarang keras menguitp, menjiplak, menfotocopy sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa mendapatkan izin tertulis dari Penulis dan Penerbit Lembaga Sains, Teknologi dan Seni.

Dicetak di Makassar, Indonesia.

(4)

iii

Buku ini selayaknya disitasi dengan kutipan berikut:

Faizal Arya Samman. “Sistem Kendali Adaptif: Desain, Pemodelan dan Simulasi Analog”,

Buku Referensi, Penerbit Lembaga Sains, Teknologi dan Seni, 2016.

(5)

(6)

v

KATA PENGANTAR

Sistem kendali adaptif merupakan salah satu metodologi kendali yang modern yang telah sukses digunakan dalam bidang industri pengolahan bahan kimia, industri pengolahan produk-produk hasil bumi, industri otomotif, kedokteran, dan terutama di bidang kendali pesawat terbang, baik untuk kendali pesawat terbang komersil maupun pesawat militer. Latar belakang inilah yang menjadi alasan mengapa buku ini penting untuk dipublikasikan.

Secara khusus, buku referensi ini disusun dengan tujuan untuk membantu pembaca dalam memahami sistem kendali adaptif serta jenis-jenisnya melalui contoh-contoh, dimulai dari contoh yang paling sederhana. Panduan dalam menyusun proses komputasi adaptif dan aturan kendali adaptif hingga cara merealisasikanya menjadi rangkaian elektronis disajikan secara sistematis. Untuk mencapai tujuan-tujuan tersebut maka buku ini dibagi ke dalam beberapa bab.

Bab 1 memaparkan sekilas tentang Sistem Kendali Adaptif, termasuk di

dalamnya adalah bidang aplikasinya, alasan penggunaannya, serta jenis-jenisnya. Selanjutnya, Bab 2, Bab 3 dan Bab 4 menjelaskan masing-masing klasifikasi dan metode perancangan dari salah satu jenis sistem kendali adaptif yaitu Kendali Adaptif Model Acuan atau dalam istilah asing disebut sebagai Model Reference Adaptive Control (MRAC). Ada tiga jenis MRAC yang dibahas pada masing-masing bab tadi, yaitu Bab 2 berisi materi MRAC berbasis Metode Gradient atau biasa juga disebut Aturan MIT, Bab 3 berisi materi MRAC yang dirancang menggunakan Teori Lyapunov, dan yang ketiga Bab 4 berisi materi tentang rancangan MRAC dengan umpanbalik output. Bab 5 membahas tentang teknik-teknik untuk mengestimasi parameter-parameter dalam sebuah kendali secara online. Paparan pada Bab 5 ini merupakan landasan untuk memahami dengan baik jenis lain sistem kendali adaptif yaitu Kendali Adaptif Swa-Tala yang dalam istilah asing dikenal sebagai Self-Tuning Adaptive Control, sebagaimana dibahas pada Bab 6.

Selain itu, buku ini juga memaparkan teknik-teknik merancang kendali adaptif untuk suatu proses kendalian tak linier seperti dibahas pada Bab 7 yang mengambil kasus sistem pendulum terbalik, dan pada Bab 8 yang mengambil kasus model kendalian tak linier histeresis terintegral yang biasanya ditemukan pada model aliran

(7)

vi kalor dalam ruang tertutup. Pembaca juga mendapatkan gambaran dasar mengenai cara mengimplementasikannya ke dalam perangkat elektronis khususnya pada rangkaian elektronika analog yang berbasis pada pemanfaatan piranti penguat operasional seperti dibahas pada Bab 9. Algoritma kendali adaptif pada kasus tertentu merupakan algoritma komputasi yang sangat kompleks dan cukup rumit untuk diimplementasi menjadi perangkat keras elektronik. Buku ini memaparkan teknik untuk mendesain dan memodelkan algoritma kendali adaptif yang sederhana, mensimulasikannya menggunakan software simulator komputer, dan cara mengimplementasikannya ke dalam model rangkaian elektronika analog.

Bila Bab 1 s.d. Bab 6 memberikan konsep dan teori-teori dasar mengenai sistem kendali adaptif untuk kendalian linier yang sebagaian besar kami ambil dari sumber referensi utama [13, 16, 18], maka Bab 7 s.d. Bab 9 banyak menyajikan hasil riset serta kontribusi terhadap ilmu pengetahuan dan teknologi kendali adaptif untuk kendalian tak linier. Kontribusi ilmiah yang disajikan menyangkut penerapan sistem kendali adaptif model acuan untuk kendalian tak linier dan teknik implementasinya ke dalam rangkaian analog. Kontribusi ilmiah tersebut telah dipublikasikan pada berbagai forum ilmiah nasional dan internasional maupun jurnal ilmiah [23, 24, 25, 26, 27, 28].

Buku Referensi ini diharapkan dapat bermanfaat dalam meningkatan kualitas hasil riset dosen dan mahasiswa di bidang Sistem Kendali Adaptif. Selain itu, buku ini disusun dengan tujuan untuk meningkatkan keahlian civitas academica

(dosen/peneliti dan mahasiswa) dalam meningkatkan keahliannya dalam merancang dan menghasilkan produk elektronika, sehingga mampu meningkatkan kepercayaan diri dosen, mahasiswa dan alumni dalam menjemput masalah yang dihadapi oleh industri. Peningkatan keahlian tadi diharapkan diikuti oleh rencana sistematis dengan sinergitas yang kuat oleh kalangan akademisi dalam memulai menjalankan wirausaha berbasis teknologi dengan memanfaatkan dan mengembangkan hasil-hasil penelitian dalam bentuk prototipe atau produk elektronika.

Gowa / Makassar, November 2016 Faizal Arya Samman

(8)

vii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

Bab 1: SEKILAS SISTEM KENDALI ADAPTIF ... 1

1.1. Model Penjadwalan Gain Secara Adaptif ... 2

1.2. Sistem Kendali Adaptif Model Acuan ... 2

1.3. Kendali Adaptif Swa-Tala ... 4

1.4. Kendali Adaptif Fungsi Ganda ... 5

1.5. Mengapa dan Bagaimana Merancang Sistem Kendali Adaptif ... 6

1.6. Bidang Aplikasi ... 8

1.7. Metodologi dan Alur Desain ... 14

1.8. Implementasi Rangkaian Elektronik ... 16

A. Implementasi berbasis “Microcomputer” ... 18

B. Implementasi berbasis “Embedded Programmable Device”... 18

C. Implementasi berbasis “Embedded System-on-a-Chip” (SoC) ... 19

1.9. Rangkuman ... 20

Bab 2: KENDALI ADAPTIF MODEL ACUAN BERBASIS METODE GRADIEN ... 23

2.1. Adaptasi Gain Umpan Maju ... 24

2.2. Adaptasi untuk Sistem Orde-Satu ... 27

2.3. Adaptasi Untuk Sistem Orde-Dua ... 32

(9)

viii Bab 3: KENDALI ADAPTIF MODEL ACUAN BERBASIS

TEORI LYAPUNOV ... 39

3.1. Adaptasi untuk Sistem Orde-Satu ... 39

3.2. Adaptasi Gain Umpan Maju ... 48

3.3. Adaptasi Untuk Model Persamaan Ruang Keadaan ... 52

Bab 4: KENDALI ADAPTIF MODEL ACUAN DENGAN UMPANBALIK OUTPUT ... 61

4.1. Algoritma Adaptasi Berbasis Umpanbalik Output ... 63

4.2. Struktur Pengendali ... 64

4.3. Model Galat (Kesalahan Pengukuran) ... 65

4.4. Aturan Adaptasi Parameter ... 67

4.5. Realisasi Persamaan Pengendali ... 68

4.6. Perancangan Parameter dan Pengetahuan Awal ... 70

Bab 5: ESTIMASI PARAMETER SECARA ONLINE ... 79

5.1. Representasi Model Domain Waktu ... 80

5.2. Model Regresi dan Kuadrat Terkecil ... 82

5.3. Estimasi Parameter dengan Metode RLS ... 87

A. Metode Estimasi RLS dengan Forgetting Eksponensial (Exponential Forgetting) ... 98

B. Metode Estimasi RLS dengan Algoritma Proyeksi .... 100

C. Estimasi Parameter dengan Metode LMS ... 103

5.4. Estimasi Parameter dalam Model Waktu Kontinu ... 104

A. Estimasi Parameter Model Sistem Orde-Satu ... 104

B. Estimasi Parameter Model Ruang Keadaan ... 107

5.5 Estimasi Parameter dalam Praktis ... 114

Bab 6: SISTEM KENDALI ADAPTIF SWATALA ... 119

(10)

ix

A. Model Pengendali dan Proses Kendalian ... 120

B. Perancangan Penempatan Kutub dengan Model Ikutan (Model Following) ... 123

6.2. Kendali Adaptif Swa-Tala Parameter Eksplisit ... 126

6.3. Kendali Adaptif Swa-Tala Parameter Implisit ... 127

Bab 7: APLIKASI SISTEM KENDALI ADAPTIF PADA PENDULUM TERBALIK (INVERTED PENDULUM) ... 129

7.1. Pemodelan Sistem Pendulum Terbalik ... 129

A. Model Fisik ... 130

B. Model Matematis ... 132

C. Metode Analisis ... 134

7.2. Sistem Kendali Adaptif untuk Pendulum Terbalik ... 135

A. Linierisasi Model Tak Linier ke dalam Bentuk Model Linier ... 135

B. Stabilitasi Model Linier Tak Stabil ... 139

C. Perancangan Aturan Kendali Model Acuan dari Bentuk Umum Persamaan Ruang Keadaan ... 144

D. Penurunan dari Model Linier Pendulum Terbalik .... 146

E. Hasil Simulasi ... 150

Bab 8: APLIKASI KENDALI ADAPTIF PADA MODEL KENDALIAN TAK LINIER HISTERESIS TERINTEGRAL ... 157

8.1. Pemodelan Sistem Integral Dengan Ketidaklinearan Histeresis ... 157

A. Model Fisik ... 157

B. Model Matematik ... 158

8.2. Sistem Kendali Adaptif Untuk Kendalian Tak Linier Histeresis Terintegral ... 160

(11)

x B. Perancangan Model Aturan Kendali Adaptif Model

Acuan ... 165

C. Hasil Simulasi ... 169

Bab 9: IMPLEMENTASI SISTEM KENDALI ADAPTIF ... 177

9.1. Implementasi Dan Simulasi Model Acuan Berbasis Op-Amp (Penguat Operasional) ... 177

9.2. Implementasi Berbasis Op-Amp Untuk Sistem Kendali Adaptif Model Acuan Berbasis Metode Gradient ... 181

9.3. Pengujian dan Hasil Simulasi ... 182

A. Pengujian Model Matematis Aturan Kendali Adaptif dengan Simulator ... 182

B. Perbandingan Hasil Simulasi Model Matematis dengan Rangkaian Analog ... 183 9.4. Soal-soal Latihan ... 189 9.5. Rangkuman ... 189 Bab 10: PENUTUP ... 191 10.1. Kesimpulan ... 191 10.2. Kontribusi Penulis ... 192 10.2. Saran-saran ... 193 DAFTAR PUSTAKA ... 195 GLOSARIUM (SENARAI) ... 199 INDEKS ... 213

Biodata Singkat Penulis ... 221

(12)

xi

“Ilmu yang sesungguhnya paling sulit, tetapi mesti kita pelajari dengan baik, adalah ilmu-ilmu amalan kebaikan untuk meraih ridha-Nya, di antaranya: Ilmu Ikhlas, Ilmu Sabar, Ilmu Tawadhu, Ilmu Sedekah, Ilmu Ibadah”.

(13)

Bab 9. Penutup

195

DAFTAR PUSTAKA

[1] A.R. Benaskeur, A. Desbiens. “Backstepping-based Adaptive PID Control”. Electronic paper from Decision Support Systems Section, Defence Research Establishment Valcartier (DREV), Quebec, Canada.

[2] B. Gough, J. Kay. “Minimum Effort adaptive Control of Pulp Brightness”. Electronic paper from R&D and Product Division, Universal Dynamics Technologies Inc. Richmond, British Columbia, Canada.

[3] B. Wilson, B. Gough, J. Kay. “Adaptive Control of Sulphur Recovery Units”. Electronic paper from Suncor, Fort McMurray, Alberta and Universal Dynamics Technologies Inc. Richmond, British Columbia, Canada.

[4] C. Tai, T.-C. Tsao. “Adaptive Nonlinear Feedforward Control of an

Electrohydraulic Camless Velvetrain”. Proc. Of American Control Conference,

Chicago, Illinois, June 2000.

[5] D. H. Frakes, T. H. Healy, S. Sharma, J. W. Monaco, M. J. T. Smith, A. P.

Yoganathan. “Application of an Adaptive Control Grid Interpolation Technique To Total Cavopulmonary Connection Blood Flow Image Reconstruction”. Prof.

Of Bioengineering Conference, ASME, BED-Vol 50, 2001.

[6] D. Wu, Q. Zhang, J. F. Rheid, H. Qiu. “Adaptive Control of Electrohydraulic Steering System for Wheel-Type Agricultural Tractor”. Paper No. 993079, An ASAE Meeting Presentation UILU-ENG-99-7018.

[7] F. Pourboghrat, I. Panahi. “Adaptive Control of Induction Motors with Unknown

Load and Rotor Resistance”. Electronic paper from Electrical Eng. Dept.

Southern Illinois University, and DSP Control Systems Applications, Texas Instrument Inc.

[8] G. L. Plett. “Adaptive Inverse Control of Plants With Disturbances”. PhD Dissertation at Electrical Eng. Dept. Stanford University, May 1998.

[9] J.-J. E. Slotine, Weiping Li. “Applied Nonlinear Control”. Prentice-Hall, 1991. [10] J. Y. Cao, Z. Salcic, S. K. Nguang. “Digital Self-Tuning Regulator in a Single

FPLD Chip”. Electronic paper from Dept. Electrical Eng. The University of

(14)

Bab 10. Penutup

196

[11] J. Zhao, I. Kanellakopoulos. “Discrete-Time Adaptive Control of Output

Feedback Nonlinear Systems”. Proc. Of The 36th_{IEEE Conference on Decision} and Control, San Diego, CA, December 1997.

[12] K. Gianna Kopoulos, T. Deliyannis. “Complementary Transformation of One and Two Op-Amp Biquads”. Recent Advances in Circuit and Systems. Pp. 37-42. World Scientific Singapore, 1998.

[13] K. J. Astrom, B. Wittenmark. “Adaptive Control”.2nd ed. Addison Wesley, 1995. [14] L. Sun, J. M. Krodkiewski, Y. Cen. “Control law Synthesis for Self-Tuning

Adaptive Control of Forced Vibration in Rotor Systems”. Electronic paper from

Dept. Of Mechanical and Manufacturing Eng. The University of Melbourne, Australia.

[15] M. Bodson, J. E. Groszkiewicz. “Multivariabel Adaptive Algorithms for

Reconfigurable Flight Control”. IEEE Trans. On Control Systems Technology,

Vol. 5, No. 2, March 1997.

[16] P. J. Gawthrop. “Self-Tuning PID Controllers: Algorithms and Implementation”. IEEE Trans. On Automatic Control, Vol. AC-31, No. 3, March 1986.

[17] P. R. Gray, R. G. Meyer. “Analysis and Design of Analog Integrated Circuit.” 2nd ed. John Wiley and Sons, 1984.

[18] R. Isermann, K.-H. Lachman, D. Matko. “Adaptive Control Systems”. Prentice -Hall, 1992.

[19] S.-M. Guo, L.-S. Shieh. C.-F. Lin, J. Chandra. “Adaptive Control for Nonlinear

Stochastic Hybrid Systems with Input Saturation”. Electronic paper from IEEE,

2001.

[20] W. H. Ray. “Advanced Process Control”. Butterworths, 1989.

[21] Y. Hong, H. O. Wang, L. G. Bushnell. “Adaptive Finite-Time Control of

Nonlinear Systems”. Electronic paper from Dept. Electrical Of Computer Eng.

Duke University, Durham.

[22] K. Nam, A. Arapostathis. “A Model Reference Adaptive Control Scheme for Pure-Feedback Nonlinear Systems”. IEEE Transaction on Automatic Control, Vol.33, No.9, September 1988.

[23] Faizal A. Samman. “Perancangan Kendali Adaptif dengan Model Umpanbalik Input-Output (English: Adaptive Control System Design with Input-Output Feedback Model), in Proc. of the 5th Seminar on Intelligent Technology and Its Applications (SITIA 2004), pages 165-170, in Surabaya, May 2004. ISBN: 979-95989-6-6.

(15)

Bab 9. Penutup

197

[24] Faizal A. Samman, Kamilina, Suharma and Rhiza S. Sadjad. “Sistem Kendali Adaptif Model Acuan untuk Kendalian Pendulum Terbalik Tak Linier (English:

Model Reference Adaptive Control System for Non Linear Inverted Pendulum)”,

in Proc. of the 5th Seminar on Intelligent Technology and Its Applications (SITIA 2004), pages 171-176, in Surabaya, May 2004. ISBN: 979-95989-6-6.

[25] Faizal A. Samman, Ruslan, Syafrida and Rhiza S. Sadjad. "Implementation of Model Reference Adaptive Control based on Gradient Method on Analog Electronic Circuit", INTEK-Informasi Teknologi, Jurnal Penelitian Teknologi (Journal of Technological Research), vol. 10, No. 2, pp. 108-120, June 2004. ISSN: 0653-1597.

[26] Faizal A. Samman and Rhiza S. Sadjad. “Model Reference Adaptive Control for Non Linear Plant of Mini Room Temperature Control“, Jurnal Penelitian Enjiniring (Journal of Enginering Research), vol. 10, No. 3, pp. 425-437, Sep-Des. 2004. ISSN: 1411-6243.

[27] Faizal A. Samman. “Model Reference Adaptive Control Design For Non Linear

Plant with Parametric Uncertainty”, in Proc. of Int'l Conf. on Instrumentation, Communications, and Information Technology (ICICI 2005), pages 289-295, in Bandung, Aug. 2005. ISBN: 979-96520-1-4.

[28] Faizal A. Samman, Eddy Jaury, Elvira C. and Rhiza S. Sadjad. “Design and Analysis of Model Reference Adaptive Control For Plant with Internal and

External Disturbances”, in Proc. of Int'l Conf. on Instrumentation,

Communications, and Information Technology (ICICI 2005), pages 419-424, in Bandung, Aug. 2005. ISBN: 979-96520-1-4.

[29] B. Friedland. “Control System Design: An Introduction to State-Space Methods”. McGraw-Hill, 1987.

[30] Dorf, R.C., Bishop, R.H.: Modern Control Systems, 9th edition, Prentice-Hall, New Jersey, 2001.

(16)

Bab 10. Penutup

(17)

199

GLOSARIUM

Adaptif : Dapat berubah-ubah menyesuaikan kondisi

sekitarnya, atau kondisi yang ditetapkan

Adaptive Control : Diterjemahkan sebagai “Kendali Adaptif” (Lihat Kendali Adaptif)

Adaptive Gain Scheduling : Diterjemahkan sebagai “Penjadwalan Gain Kendali Adaptif” (Lihat Penjadwalan Gain Kendali Adaptif)

ADC : Singkatan dari Analog-to-Digital Converter,

yaitu piranti elektronik yang berfungsi mengubah isyarat analog ke isyarat digital

Algoritma : Sebuah alur perhitungan yang berlangsung

melalui serangkaian aturan, untuk menghasilkan hasil perhitungan yang diinginkan

Algoritma Proyeksi : Sebuah bentuk penyederhaan dari algoritma RLS, dimana hanya satu buah set matriks parameter yang diadaptasi setiap waktu sampling

Aljabar : Salah satu cabang ilmu matematika yang

menggambarkan hubungan variabel masukan dan keluaran yang menggambarkan perilaku sebuah proses atau model sistem

Amplitudo : Nilai tertinggi dari sebuah isyarat periodik Aturan Adaptasi : Sebuah aturan matematis yang digunakan untuk

mengubah-ubah atau mengadaptasi parameter-parameter dari sebuah unit pengendali

Aturan MIT : Salah satu jenis aturan adaptasi gain pengendali yang dikembangkan di Massachussett Institute of Technology, yang merupakan istilah lain dari Aturan Adaptasi menggunakan Metode Gradien (Lihat Metode Gradien)

(18)

GLOSARIUM

200

ARX : Singkatan dari Auto-Regressive with eXogenous

input, yaitu salah satu model persamaan polinomial dari sistem yang luarannya

tergantung pada masukan dan keluarannya, serta pada sinyal kesalahan pengukuran saat sampling yang sedang berjalan

ARMAX : Singkatan dari Auto-Regressive Moving

Average with eXogenous input, yaitu salah satu model persamaan polinomial dari sistem yang luarannya tergantung pada masukan dan

keluarannya, serta pada sejarah sinyal kesalahan pengukuran (estimasi model), yaitu sinyal kesalahan pengukuran pada sampling waktu yang telah berlalu

Auto-Regressive Moving Average

with eXogenous input : Lihat ARMAX

Auto-Regressive with eXogenous

input : Lihat ARX

Bagan Kotak : Bagan aliran sinyal dan sistem yang digunakan untuk mengilustrasikan model sistem termasuk sistem kendali

BIBO : Singkatan dari “Input

Bounded-Output”, yang diterjemahkan sebagai “Input -Terbatas Output -Terbatas”, yaitu kondisi

kestabilan yang dijamin untuk setiap nilai sinyal input dan output yang terbatas

CADSoftware : Computer-Aided Design Software, yaitu perangkat lunak yang digunakan untuk membantu proses perancangan dan simulasi suatu sistem rekayasa

Chip : Semacam serpihan rangkaian terpadu

Closed Loop : Diterjemahkan sebagai “Daur Tertutup” (Lihat Daur Tertutup)

Completely Observable : Sebuah sifat atau derajat yang menggambarkan bahwa seluruh variabel keadaan dapat

diobservasi dengan menggunakan unit state observer yang didesain berdasarkan pada model keadaan sistem (Lihat State Observer)

(19)

GLOSARIUM

201

Control System : Diterjemahkan sebagai “Sistem Kendali” (Lihat Sistem Kendali)

Controller : Diterjemahkan sebagai Pengendali, yaitu unit yang berfungsi untuk mengendalikan suatu kendalian atau proses

CPLD : Singkatan dari Complex Programmable Logic

Device, yaitu piranti elektronika yang dapat diprogram menggunakan bahasa HDL yang banyak digunakan untuk mengimplementasikan sistem-sistem digital

DAC : Singkatan dari Digital-to-Analog Converter,

yaitu piranti elektronik yang berfungsi mengubah isyarat digital ke isyarat analog Daur Tertutup : Suatu jalur sinyal yang bermula dari suatu titik

dan terhubung kembali ke titik tersebut

Diagram Kotak : Lihat Bagan Kotak

Definite-Negative : Diterjemhakan sebagai definit-negatif, yaitu derajat ukuran nilai hitungan sebuah fungsi yang sudah pasti negatif berapapun nilai variabel-variabel yang ada didalamnya

Direct Self-Tuning : Diterjemahkan sebagai Swa-Tala Langsung, yaitu salah satu jenis kendali adaptif swa-tala dimana parameter-parameter kendali dihitung langsung melalui sebuah mekanisme adaptasi parameter kendali adaptif. Biasa juga disebut sebagai Kendali Adaptif Swa-Tala Parameter Implisit

DSP : Singkatan dari Digital Signal Processor, yaitu

suatu piranti elektronika yang dapat diprogram menggunakan bahasa Assembly atau bahasa tingkat tinggi lain (umumnya bahasa C/C++) yang banyak digunakan untuk menjalankan aplikasi pengolahan isyarat digital

Eksitasi Persisten : Lihat Persistent Exciting

Embedded System : Diterjemahkan sebagai Sistem Tersemat, yaitu sistem komputasi digital yang disematkan dalam aplikasi tertentu untuk menjalankan satu

(20)

GLOSARIUM

202

membedakan sistem komputer yang umum digunakan untuk menjalankan beragam aplikasi

Error Response Overshoot : Diterjemahkan sebagai “Overshoot Tanggapan Sinyal Kesalahan” (Lihat Overshoot Tanggapan Kesalahan)

Error Signal : Diterjemahkan sebagai Sinyal Kesalahan (Lihat Sinyal Kesalahan)

Estimasi : Sebuah proses komputasi untuk menebak atau

memperkirakan besaran-besaran atau nilai-nilai parameter tertentu

Estimasi Parameter : Sebuah proses untuk menebak nilai parameter dari model persamaan matematis sebuah sistem melalui serangkaian proses komputasi

Estimasi Parameter Onlline : Sebuah proses estimasi paramerter (Lihat Estimasi Parameter) yang dilakukan ketika sistem sedang bekerja (running) atau secara bersamaan dengan proses komputasi lain yang juga sedang berlangsung, misalnya, komputasi sinyal kendali

Explicit Parameter Self-Tuning : Diterjemahkan sebagai Swa-Tala Parameter Eksplisit, yaitu salah jenis kendali adaptif swa-tala dimana parameter kendali dibangkitkan atau diupdate secara eksplisit, yang disebut juga sebagai Swa-Tala Tak-Lansung (Lihat Indirect Self-Tuning)

Feedforward Gain : Diterjemahkan sebagai “Gain Umpanmaju” (Lihat Gain Umpanmaju)

Finite Impulse Response : Diterjemahkan sebagai “Tanggapan Impulsa Berhingga” yaitu sebuah model yang

menggambarkan bagaimana sebuah luaran yang hanya tergantung pada sejarah sampling

masukannya atau masukan-masukan pada waktu sampling telah berlalu

FIR : Singkatan dari “Finite Impulse Response” (Lihat Finite Impulse Response)

FPGA : Singkatan dari Field Programmable Gate

arrayu yaitu piranti elektronika yang dapat diprogram menggunakan bahasa HDL yang

(21)

GLOSARIUM

203

banyak digunakan untuk mengimplementasikan sistem-sistem digital

Frekuensi : Sebuah besaran yang dapat ditetapkan

berdasarkan jumlah pengulangan bentuk gelombang dari sebuah isyarat periodik dalam satu detik

Full-State Feedback : Diterjemahkan sebagai “Umpanbalik Keadaaan Penuh” (Lihat Umpanbalik Keadaan Penuh)

Fungsi : Sebuah model matematis yang mengembalikan

atau mengeluarkan nilai-nilai tertentu sebagai tanggapan atas nilai-nilai masukan tertentu Fungsi Alih : Fungsi yang menggambarkan proses transfer

atau pengalihan nilai masukan ke nilai luaran dari sebuah sistem

Fungsi Lyapunov : Lihat Persamaan Lyapunov

Gain : Suatu konstanta atau besaran yang mengubah

magnitudo sebuah sinyal yang melaluinya Gain Scheduling Adaptif : Salah satu jenis kendali adaptif dimana gain

pengendali ditala atau dijadwal nilanya sesuai dengan kondisi yang sedang berlaku

Gain Umpanmaju : Gain pengendali yang menghubungkan secara lurus maju (forward) dari masukan ke keluaran

Galat : Istilah lain dari kesalahan

Gradient Method : Diterjemahkan sebagai “Metode Gradien” (Lihat Metode Gradien)

HDL : Singkatan dari Hardware Description

Language, merupakan bahasa pemrograman yang digunakan untuk mendeskripsikan dan merancang perangkat keras digital

Implicit Parameter Self-Tuning : Diterjemahkan sebagai Swa-Tala Parameter Implisit, yaitu salah jenis kendali adaptif swa-tala dimana parameter kendali dibangkitkan atau diupdate secara implisit, yang disebut juga sebagai Swa-Tala Lansung (Lihat Direct Self-Tuning)

Indirect Self-Tuning : Diterjemahkan sebagai Swa-Tala Tak

(22)

GLOSARIUM

204

swa-tala dimana parameter-parameter kendali dihitung melalui dua mekanisme bertahap, yaitu mekanisme untuk mengindetifikasi parameter-parameter proses yang akan dikendalikan, lalu dilanjutkan dengan mekanisme daptasi

parameter kendali adaptif. Biasa juga disebut sebagai Kendali Adaptif Swa-Tala Parameter Eksplisit

Inverter Pendulum : Diterjemahkans sebagai pendulum terbalik (Lihat Pendulum Terbalik)

Isyarat : Besaran fisis yang bekerja pada sebuah sistem, misalnya isyarat elektrik (arus, tegangan listrik), isyarat mekanis (kecepatan, percepatan, posisi), dsb

Isyarat Acak : Isyarat yang memiliki atau mengandung isyarat periodik dengan spektrum frekuensi harmonik yang panjang hingga frekuensi tak berhingga Isyarat Analog : Isyarat yang berlangsung secara kontinu dalam

format data decimal atau format data ril

Isyarat Komando : Isyarat atau sinyal masukan pada sistem kendali Isyarat Waktu Diskrit : Isyarat yang disampling secara periodik pada

waktu-waktu tertentu dengan frekuensi sampling tertentu

Isyarat Digital : Isyarat dalam format data biner

Isyarat Periodik : Isyarat yang memiliki bentuk gelombang yang berulang-ulang dalam setiap rentang periode waktu tertentu

Isyarat Sinusoidal : Salah satu jenis isyarat periodik yang berbentuk gelombang sinusoidal

Kendali Adaptif : Kendali yang bekerja secara adaptif, dimana parameter-parameter kendali dapat berubah-ubah sesuai dengan kriteria yang ditetapkan Kendali Adaptif Model Acuan : Salah satu jenis sistem kendali adaptif, dimana

sistem kendali dituntun untuk mengikuti perilaku sebuah model yang menjadi acuan untuk bekerja (Lihat juga Model Acuan) Kendali Adaptif Swa-Tala : Salah satu jenis sistem kendali adaptif yang

(23)

berubah-GLOSARIUM

205

ubah, yang dikonstruksi sesuai dengan hasil estimasi dari model sebuah sistem yang akan dikendalikan

Kendalian : Istilah lain dari Plant, yaitu proses yang ingin dikendalikan

Konstanta : Sebuah besaran atau parameter dalam sebuah sistem atau model matematis sistem yang bernilai konstan

Linierisasi Model : Suatu teknik untuk mengubah persamaan tak linier menjadi persamaan linier

LMS : Singkatan dari “Least Mean Square” (Lihat Least Mean Square)

Least Mean Square : Suatu metode untuk mengidentifikasi atau mengestimasi parameter-parameter sebuah sistem berdasarkan kuadrat rata-rata sinyal kesalahan estimasi terkecil

Lyapunov Equation : Diterjemahkan sebagai “Persamaan Lyapunov” (Lihat Persamaan Lyapunov)

Matriks : Larik orde-2, atau format bilangan dalam bentuk susunan vektor

Metode Gradient : Salah satu metode untuk merancang sistem kendali adaptif model acuan dengan

menggunakan kriteria untuk meminimalkan fungsi gradien sinyal kesalahan tanggapan sistem atas target atau referensi yang diinginkan Mikrokontroler : Suatu divais elektronika yang dapat diprogram

agar dapat difungsikan sebagai sebuah pengendali digital

Mikrokomputer : Istilah lain untuk komputer mikro yang diimplementasikan dalam sebuah rangkaian mikroelektronika

Model Acuan : Model yang memiliki perilaku yang sangat baik, misalnya tingkat kestabilan dan performa

operasi yang sangat baik, yang dijadikan sebagai acuan untuk diikuti oleh sebuah sistem yang akan dikendalikan

Model Following : Diterjemahkan sebagai “Ikutan-Model” (Lihat Ikutan Model)

(24)

GLOSARIUM

206

Model Galat : Model matematis sinyal kesalahan tanggapan sistem

Model-Ikutan : Model matematis yang menghubungkan isyarat komando dengan luaran model acuan, yang mana model ini digunakan pada sistem kendali adaptif model acuan jenis umpanbalik output

Model Reference Adaptif Control : Diterjemahkan sebagai “Kendali Adaptif Model Acuan” (Lihat Kendali Adaptif Model Acuan) Model Ruang Keadaan : Model matematis dari sebuah sistem yang

memperlihatkan keterlibatan variabel-variabel ruang keadaan dari sistem tersebut (Lihat Variabel Ruang Keadaan)

MRAC : Singkatan dari Model Reference Adaptive

Control (Lihat Kendali Adaptif Model Acuan) Negative Definite : Sudah pasti bernilai negatif dalam kondisi

apapun

Observable : Sebuah sifat yang menggambarkan bahwa

variabel tersebut dapat diukur melalui proses estimasi atau melalui unit state observer (Lihat

State Observer) Observer Variabel Keadaan : Lihat State Observer

Online Parameter Estimation : Lihat Estimasi Parameter Onlline

Op-Amp : Singkatan dari “Operational Amplifier” (Lihat

Penguat Operasional)

Operational Amplifier : Diterjemahkan sebagai “Penguat Operasional” (Lihat Penguat Operasional)

Orde : Derajat kompleksitas model persamaan

matematis dari sebuah sistem

Output Feedback : Diterjemahkan sebagai “Umpanbalik Output” (Lihat Umpanbalik Output)

Overshoot Tanggapan Kesalahan : Nilai kesalahan pengukuran yang melebihi titik sinyal kesalahan rata-rata tanggapan sistem atas target atau acuan yang diinginkan

Parameter : Besaran nilai dari sebuah sistem atau sistem kendali yang melekat pada suku-suku dari model persamaan matematis sebuah sistem

(25)

GLOSARIUM

207

Parameter Estimation : Diterjemahkan sebagai “Estimasi Parameter” (Lihat Estimasi Parameter)

PC : Singkatan dari Personal Computer, yaitu jenis

komputer desktop yang umum digunakan untuk menjalankan software aplikasi

Pendulum Terbalik : Sebuah pendulum berupa tungkai atau tongkat berayun, yang mana poros putar tungkai berada posisi atau titik paling bawah dari tungkai tersebut

Penempatan Kutub : Lihat Pole Placement

Penguat Operasional : Suatu divais rangkaian terintegrasi analog yang memiliki karakteristik khusus, dan memiliki banyak peran dalam berbagai rangkaian terintegrasi terutama untuk tujuan pengolahan isyarat analog

Penjadwalan Gain Kendali Adaptif : Salah satu jenis sistem kendali adaptif, dimana gain dari sistem kendali berubah sesuai dengan jadwal atau kondisi yang telah ditetapkan (dalam sebuah tabel) atau variabel terukur, dan dalam hal variabel terukur tidak terdapat dalam tabel, maka gain kendali ditetapkan misalnya melalui teknik interpolasi

Periode : Besaran dalam satuan waktu yang menunjukkan

batas waktu dimana setiap gelombang isyarat periodik akan berulang

Persamaan Lyapunov : Persamaan kuadrat dari satu atau lebih variabel keadaaan sistem yang digunakan sebagai kriteria untuk menemukan aturan kendali yang dapat menstabilkan sebuah sistem

Persistent Exciting : Kondisi dalam hal bagaimana memilih sinyal input dengan berbagai frekuensi yang cukup untuk memaksakan munculnya dinamika sistem yang sebenarnya

Peubah Keadaan : Istilah lain dari Variabel Keadaan (Lihat Variabel Ruang Keadaan)

Plant : Istilah lain dari Kendalian, yaitu proses yang ingin dikendalikan

(26)

GLOSARIUM

208

Pole Placement : Diterjemahkan sebagai “penempatan kutub”, yaitu suatu langkah dalam metode perancangan kendali dengan cara menempatkan kutub-kutub sistem pada titik-titik yang stabil dan handal sehingga ditemukan aturan kendali yang dapat menstabilkan sistem

Polinomial : Salah satu jenis persamaan aljabar yang

terbentuk dari akumulasi suku-suku persamaan dengan masing-masing parameter atau variabel suku yang memiliki orde pangkat berbeda

Programmable Device : Suatu piranti elektronika yang dapat diprogram menggunakan bahasa pemrograman tertentu Rangkaian Analog : Rangkaian elektronik yang menggunakan

komponen-komponen analog yang terhubung tanpa menggunakan proses sampling

Real-Time : Diterjemahkan sebagai “Waktu-Nyata” (Lihat Waktu Nyata)

Recursive Least Square : Suatu metode untuk mengestimasi atau mengidentifikasi parameter-parameter sebuah sistem berdasarkan nilai kuadrat kesalahan estimasi terkecilnya yang dihitung secara rekursif

Reference Model : Diterjemahkan sebagai “Model Acuan” (Lihat Model Acuan)

RLS : Singkatan dari Recursive Least Square (Lihat

Recursive Least Square)

Sequential : Diterjemahkan sebagai Sekuensial, yaitu sifat sebuah proses atau mekanisme yang berjalan atau berlangsung secara berurutan

Self-Tuning Adaptif Control : Diterjemhakan sebagai “Kendali Adaptif Swa -Tala” (Lihat Kendali Adaptif Swa-Tala)

Self-Tuning : Diterjemahkan sebagai “Swa-Tala” (Lihat Swa -Tala)

Sensor : Instrumen peralatan yang digunakan untuk

mengubah besaran fisis tertentu ke besaran fisis yang lain, bisanya besaran listrik arus atau tegangan

(27)

GLOSARIUM

209

Simulasi : Suatu usaha untuk mengamati perilaku sebuah

sistem melalui program komputer, tanpa mengujinya langsung pada sistem ril

Sinyal Kesalahan : Sinyal yang diukur sebagai selisih antara target acuan yang diinginkan dengan tanggapan sistem yang sebenarnya terjadi

Sistem : Sebuah proses yang bekerja sesuai dengan

aturan , model atau mekanisme yang berlaku di dalamnya, yang mana proses tersebut dapat merespon suatu isyarat masukan dalam bentuk isyarat luaran sesuai dengan model tadi. Sistem Kendali : Sistem yang bekerja untuk mengatur sebuah

atau lebih variabel sesuai dengan tujuan tertentu untuk mencapai kriteria yang ditetapkan,

misalnya kestabilan dan/atau kinerja operasional tertentu

Sistem Kendali Adaptif : Sistem kendali yang memiliki parameter-parameter yang dapat berubah secara adaptif mengikuti perubahan yang telah ditetapkan Sistem Malar : Istilah lain dari Sistem Waktu Kontinu

Sistem Tersemat : Lihat Embedded System

SoC : Singkatan dari “System-on-Chip”, yaitu suatu

divais yang mana di dalamnya telah terintegrasi berbagai core-core IP (Intellectual Property) SPR : Singkatan dari “Strictly Positive Real”,

diterjemahkan sebagai “Ril Positif yang Nyata” (Lihat Strictly Positive Real)

State Observer : Diterjemahkan sebagai Observer Variabel Keadaan yaitu unit yang berfungsi

mengestimasi nilai-nilai variabel keadaan dengan cara hanya mengukur satu variabel keadaan yang dapat diukur sabagai luaran sistem serta variabel-variabel masukannya, sebagai ganti penggunaan unit-unit sensor untuk mengukur seluruh variabel keadaan dalam sistem tersebut

State Variable : Diterjemahkan sebagai “Variabel Keadaan” (Lihat Variabel Ruang Keadaan)

(28)

GLOSARIUM

210

Strictly Positive Real : Disingkat SPR, yaitu suatu derajat nilai dari sebuah angka atau fungsi yang benar-benar bernilai positive apapun nilai variabel yang terdapat dalam fungsi tersebut

Swa-Tala : Kemampuan untuk menala atau mensetting

parameter tertentu secara mandiri

Teori Lyapunov : Teori yang digunakan untuk menganalisa kestabilan sistem kendali tak linier, dalam bidang kendali adaptif, teori ini digunakan untuk mensintesis aturan adaptasi sistem kendali adaptif model acuan

Time-Varying System : Diterjemhakan sebagai Sistem Waktu Berubah, yaitu sistem yang memiliki parameter-parameter yang berubah seiring perubahan waktu

Trace matriks : Akumulasi atau penjumlahan semua elemen diagonal dari sebuah matriks

Transfer Function : Diterjemahkan sebagai “Fungsi Alih” (Lihat Fungsi Alih)

Transformasi Laplace : Perangkat matematis yang mengubah model sistem dalam domain waktu ke dalam domain frekuensi, yang mana variabel frekuensi direpresentasikan oleh variabel “s” sebagai bilangan kompleks

Turunan Parsial : Fungsi turunan sepotong-sepotong dari persamaan yang mengandung lebih daripada satu variabel yang juga merupakan fungsi dalam domain waktu

Turunan Sensitivitas : Fungsi turunan yang menggambarkan

sensitivitas sinyal kesalahan pengukuran relatif terhadap perubahan parameter pengendali Umpanbalik Keadaan Penuh : Kondisi dimana semua variabel keadaan sistem

diumpanbalikkan ke dalam sistem untuk tujuan tertentu, misalnya mengoreksi sinyal kesalahan tanggapan sistem atas target referensi yang diinginkan

Umpanbalik Output : Kondisi dimana sinyal output diumpanbalikkan ke sistem untuk tujuan tertentu, dalam bidang kendali adaptif, umpanbalik ini bertujuan untuk mengadaptasi gain pengendali adaptif dalam

(29)

GLOSARIUM

211

rangka mengoreksi sinyal kesalahan tanggapan atas target acuan yang diinginkan

Variabel : Besaran yang berubah-ubah, umumnya berupa

besaran-besaran fisik (elektrik, mekanik, termodinamik, dsb) dari sebuah sistem atau sistem kendali

Variabel Ruang Keadaan : Variabel terpilih yang melukiskan keadaan internal sistem, yang mana varaiabel tersebut merupakan hasil akumulasi integrasi dari variabel itu sendiri dan/atau dari satu atau lebih variabel-variabel keadaan lainnya

Vektor : Larik yang terdiri dari lebih daripada satu variabel atau parameter

Verilog : Salah satu jenis bahasa deskripsi perangkat keras

VHDL : Singkatan dari Very High-Speed Integrated

Circuit Hardware Description Language, merupakan salah satu jenis bahasa deskripsi perangkat keras

Waktu Diskrit : Waktu yang bejalan melalui waktu-waktu sampling (biasanya berlaku pada sistem-sistem digital, dimana waktu kontinu disampling pada waktu-waktu tertentu untuk mendapatkan isyarat digital melalui sebauh unit konversi data analog ke digital)

Waktu Kontinu : Waktu yang berjalan secara kontinu (tanpa adanya pemutusan misalnya adanya sampling) Waktu-Nyata : Batasan waktu kritis, dimana isyarat luaran

sebuah sistem, sebagai respon atas satu atau lebih isyarat masukan, mesti tersedia sebelum melewati batasan waktu tersebut

Zero Cancellation : Diterjemahkan sebagai “penghapusan zero”, yang suatu langkah proses untuk menghapus nilai zero dari sebuah persamaan fungsi alih

(30)

GLOSARIUM

(31)

213

INDEKS

A

Adaptif 1, 2, 3, 4, 5, 127, 229 Adaptive Control 1, 3, 5, 79, 126 Adaptive Cruise Control 9, 10 Adaptive Drive Control 11 Adaptive Flight Control 8 Adaptive Gain Scheduling 199

ADC 18, 19, 20 Aging Problem 189 Analog 15, 16, 18, 177, 181, 183, 189 Analog-to-Digital Converter 18 Algoritma 3, 15, 20, 35, 39, 58, 63, 68 Algoritma Proyeksi 100, 199 Aljabar 63, 81, 199 Amplitudo 107, 112, 165, 199 Aturan Adaptasi 6, 7, 19, 35, 36, 37, 49 Aturan MIT 165, 166, 167 ARX 80, 81, 82, 200 ARMAX 80, 81, 200 Assembly, Bahasa 19 Auto Regressive 80, 85, 200 Auto Regressive Moving Average 80

B

Bagan Kotak 158, 159, 201

Bahasa Assembly 19

Bahasa BASIC 18

Bahasa C/C++ 18, 19

Bahasa Deskripsi Perangkat Keras 19

Bahasa Pascal 18

BIBO 62, 63

Bounded-Input Bounded Output 62

C

CAD 181, 182, 83, 184, 185, 186 CAD Software 200 Chip 18, 19, 20, 21 Chip-meter 13 Closed-Loop 200 Completely Observable 110 Computer-Aided Design 200 Control System 17, 129 Controller 4, 7, 12, 13, 16, 17, 18, 20 CPLD 16, 19, 21, 193

(32)

INDEKS

214

D

DAC 18, 19, 20 Daur 8, 18, 23, 27, 62, 68, 123, 125 Daur Tertutup 23, 27, 62, 68, 122, 125 Diagram Kotak 201 Definit Negatif 41 Definit Positif 48, 54, 60 Device 16, 18, 19, 21 Digital 15, 16, 18, 19, 20 Digital Signal Processor 19, 201 Digital-to-Analog Converter 18, 201 Direct Self-Tuning 127 DSP 19

E

Eksitasi Persisten 114, 115 EFI 11, 17

Electronic Fuel Injection 11, 17

Embedded 18, 19

Embedded Controller 18, 20 Embedded Programmable Device 20

Embedded SoC 20

Embedded System-on-Chip 18, 19 Embedded System 18, 19, 201 Error Response Overshoot 44

Error Signal 202

Estimasi 4, 79, 87, 90, 91, 92, 94 Estimasi Parameter 4, 79, 87, 90, 99

Estimasi Parameter online 79

Euclidian Norm 84

Explicit Parameter Self-Tuning 127

F

Fan 157, 158, 160, 161, 165

Feedforward 24, 60

Feedforward Gain 24, 202

Finite Impulse Response 80

FIR 80, 81, 82, 114

Field Programmable Gate 19, 193, 202

FPGA 16, 19, 21, 193

Forward 24, 60

Frekuensi 29, 42, 68, 70, 107, 112 Full State Feedback 61, 62, 143

Fungsi 146 Fungsi Alih 24, 27, 32, 39, 48, 65, 67 Fungsi Lagrange 132 Fungsi Lyapunov 6, 39, 41, 146, 149

G

Gain 1, 2, 24, 37, 48, 50, 59 Gain Scheduling 1, 2 Gain Umpanmaju 24, 25, 26, 48, 50 Galat 62, 63, 65, 66, 67, 68 Galat Teraugmentasi 67 Gate Array 19, 193 Gradient Method 4

(33)

INDEKS

215

H

HDL 19, 193

Hardware Description Language 193, 203 Heater 157, 158, 159, 160, 161, 165

I

IC 16, 181, 189, 193

IC Op Amp 189

IC Pengali 181, 189, 193

Implicit Parameter Self-Tuning 127, 203 Implementasi 14, 15, 16, 18, 61, 177 Implemetnasi Praktis 14, 15 Indirect Self-Tuning 79, 126, 202 Initial, Value 98 Integrated Circuit 21, 181, 192 Inverted Pendulum 125 Isyarat 37, 71, 78, 119, 133 Isyarat Acak 204 Isyarat Analog 199, 201, 207 Isyarat Digital 199, 201 Isyarat Eksitasi 192 Isyarat Kesalahan 37 Isyarat Kendali 37, 71, 119, 158 Isyarat Kendali Adaptif 119

Isyarat Komando 204

Isyarat Masukan 133

Isyarat Keluaran 133

Isyarat Waktu Diskrit 204

Isyarat Periodik 199, 203 Isyarat Sinusoidal 26, 116

J

Jendela 160 Jenis 127, 169, 191 Jumlah 6

K

Kapasitor 177, 181, 187, 189, 193 Kendali 1, 2, 3, 4, 5, 6 Kendali Adaptif 1, 11, 14, 16, 19, 20, 23, Kendali Adaptif Model Acuan 23, 25, 29 Kendali Adaptif Swa-Tala 115, 202

Kendali Non-Adaptif 6 Kendali Nonlinier 1, 2, 5 Kendalian 6, 14, 15, 16, 20, 23, 36, 37 Ketidakpastian 21, 78 Ketidakpastian Eksternal 21, 78 Ketidakpastian Internal 21, 78 Kestabilan 62, 68, 75, 76, 78 Kestabilan BIBO 76, 78 Kestabilan Input-Output 62 Kestabilan Lyapunov 39 Kestabilan Routh 139 Kinerja 2, 14, 15, 28, 175, 189, 191 Kipas 158, 159, 169 Kondisi Awal 44, 90, 91, 104, 155, 170

(34)

INDEKS

216 Konstanta 29, 42, 43, 47, 71, 101, 108 Konstanta Artifisial 104 Kriteria 5, 82, 84

L

Laju Adaptasi 24, 104, 152, 166, 170, 172 Linierisasi Model 135, 155, 192 LMS 79, 103

Least Mean Square 79, 103

Loop 18, 23

Lyapunov Equation 205

M

Matriks 48, 49, 54, 58, 84, 88, 89

Matriks Definit Positif 54

Matriks Identitas 55, 90, 91 Metode Gradien 4, 23, 134, 165, 166, 181 Microcontroller 16, 17, 19, 21

Mikrokontroler 205

Mikrokomputer 18

Minimum Degree Pole Placement 124 Model Acuan 2, 3, 23, 24, 37, 42, 59, 61 Model Following 63, 64, 123 Model Galat 63, 65, 66, 67, 68, 206

Model Ikutan 63, 64, 123

Model Reference 1, 3, 177, 191, 206 Model Reference Adaptive Control 1, 206 Model Ruang Keadaan 59, 104, 107, 110

MRAC 1, 3, 61, 64, 68, 69, 70, 78

N

Norm 63 Norm-2 84 Normalisir 67 Negative-Definite 146, 201, 206 Negative-Semi Definite 41, 146

O

Observable 60, 110, 200 Observer 60, 70, 206

Observer Variabel Keadaan 206 Online 2, 6, 11, 79, 119, 191 Online Parameter Estimation 206 Op-Amp 16, 177, 181, 187, 189 Operational Amplifier 16, 192 Operational Transconductance Amplifier (OTA) 16 Orde 27, 29, 32, 36, 37, 39, 42, 47, 58 Output Feedback 61 Overshoot 3, 44, 72, 101, 164, 175 Overshoot Tanggapan Kesalahan 44

P

Parameter 28, 29, 33, 34, 36, 43, 44, 45 Parameter Kendali 20, 23, 24, 25, 26

(35)

INDEKS

217 Parameter Kontroler 40 Parameter Plant 31, 42, 45 Parameter Estimation 79, 206, 207 PC 16, 19 Pemodelan 14, 135, 155, 157, 166, 174 Pendulum Terbalik 129, 130, 132, 135 Penempatan Kutub 120, 123, 124 Pengali 177, 181, 189, 192 Pengali Analog 181, 189, 193 Penguat Operasional 177

Penjadwalan Gain Kendali Adaptif 207

Periode 46, 101

Persamaan Adaptasi Parameter 28, 34 Persamaan Aturan Adaptasi 149, 169 Persamaan Aturan Kendali 169

Persamaan Bellman 5

Persamaan Diferensial 80

Persamaan Dinamik Non-Linier 136

Persamaan Ekualitas 145 Persamaan Estimasi 111 Persamaan Fungsional 5 Persamaan Galat 65 Persamaan Normal 83, 84 Persamaan Diophantine 122, 123, 124 Persamaan Karakteristik 122, 125, 139 Persamaan Keadaan 138 Persamaan Kesalahan 27, 32, 33, 39 Persamaan Lagrange 132 Persamaan Laplace 64 Persamaan Lyapunov 108

Persamaan Matrik Kalang Tertutup 139 Persamaan Non-Linier 135, 137

Persamaan Pengendali 68

Personal Computer 16

Persamaan Ruang Keadaan 39, 52, 55 Persamaan Simultan Linier 56 Persamaan Turunan Kesalahan 149 Persistent Exciting 114, 207 Peubah Keadaan 133, 134, 139, 151 Piranti 29, 61, 177, 181, 192

Piranti Digital 193

Piranti Penguat Operasional 177, 181 Plant 3, 4, 6, 23, 26, 29, 122, 126, 164 Pole Placement 6, 120, 124 Polinomial 64, 65, 66, 70, 71, 80, 81 Polinomial Karakteristik 122, 123 Polinomial Non-Zero 115 Polinomial Observer 70 Programmable Device 18, 19 Programmable Logic Device 16, 193

R

Rangkaian Analog 177, 183, 189, 192 Real-Time 79, 87, 119, 208 Recursive Least Square 79, 89, 208

Reference 1, 3, 177, 191

Reference Model 208

(36)

INDEKS

218 Rele 169, 170, 171, 174, 182, 183 Resistor 177, 181, 187, 189, 193 Riak 112, 164, 175 RLS 79, 87, 89, 90, 91, 98, 100, 208 Routh, Kestabilan (Stability) 139

Routh, Tabulasi 139, 140

S

Sequential 87

Self-Tuning 79, 126, 127, 191 Self-Tuning Adaptive Control 79, 126

Sensitivitas 189

Sensor 60

Sinyal Analog 189, 193

Sinyal Aturan Kendali 51, 72, 73

Sinyal Eksitasi 112

Sinyal Estimasi Output 104

Sinyal Gangguan 74

Sinyal Hasutan 189, 193

Sinyal Impulsa 116

Sinyal Input 113, 114, 115

Sinyal Keluaran Rele 160

Sinyal Kendali 68, 74, 120, 125, 126 Sinyal Kesalahan 47, 72, 104, 170, 183 Sinyal Komando 45, 66, 72, 151, 152 Sinyal Output 104, 170, 171 Sinyal Parameter Pengendali 183, 185 Sinyal Pengeksitasi Secara

Persisten 115, 116

Sinyal Periodik 112

Sinyal Sinusoidal 116

Sinyal Tangga Satuan 116

Sinyal Tegangan Undak 170 Sinyal Turunan Keluaran 182 Simulasi 14, 15, 26, 29, 31, 44, 45 Sinyal Kesalahan 25, 47, 72, 104, 170 Sistem Kendali 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Sistem Kendali Adaptif 1, 2, 3, 4, 5, 6

Sistem Malar 64, 209

Sistem Tersemat 201, 209

Software CAD 183, 184, 185, 186, 188

SoC 21, 209

SPR 65

Standard Logic Devices 16

State Observer 110

State Variable 61, 143

Strictly Positive Real 65 Suhu Ruang 157, 158, 159, 160 Swa-Tala 1, 4, 8, 79, 119, 120, 126 System-on-Chip 19, 21, 209

T

Tabulasi Routh 140 Tala 1, 4, 8, 78, 79, 119, 120, 126 Tegangan 157, 170 Tegangan Undak 170 Tegangan Input 173, 174 Teori Lyapunov 4, 39, 41, 42, 49, 50

(37)

INDEKS

219 Time-Varying System 98, 210 Trace Matriks 109 Transfer Function 27, 32, 39, 40, 210 Transformasi Laplace 34, 210 Tuning 1, 4, 8, 10, 11, 79, 119, 126 Turunan Parsial 24, 105, 137, 166, 210 Turunan Sensitivitas 210

U

Umpanbalik 6, 8, 16, 37, 192 Umpanbalik Keadaan Penuh 61 Umpanbalik Input-Output 62 Umpanbalik Output 49, 61, 63, 64, 68 Umpanmaju 24, 25, 26, 48, 50, 73 Unit Kendali 119

V

Variabel 33, 110, 154, 159, 166, 168 Variabel Artifisial 104 Variabel Estimasi 104 Variabel Keadaan 53, 58, 60, 104, 110 Variabel Kendali 6, 27 Variabel Kesalahan 54, 108, 146 Variabel Masukan 53, 145 Variabel Output 110 Variabel Parameter 6

Variabel Ruang Keadaan 206, 207, 211

Variabel Status 62

Vektor 49, 54, 108, 136, 138, 146, 149

Verilog 19, 193, 211

Very High Speed Integrated Circuit 211

VHDL 19, 193, 211

W

Waktu Diskrit 80, 87, 91, 93, 95, 96 Waktu Kontinu 87, 97, 104, 110, 111 Waktu Nyata 79, 87, 119

Z

Zero Cancellation 125, 211

(38)

INDEKS

(39)

221

BIODATA SINGKAT PENULIS

Faizal Arya Samman lahir di Makassar, 5 Juni 1975,

menyelesaikan pendidikan dasar dan menengah di SD Negeri Bontokamase, Sungguminasa, SMP Negeri 1 Sungguminasa dan SMA Negeri 1 Sungguminasa (SALIS). Ia menyelesaikan pendidikan sarjana teknik di Universitas Gadjah Mada di Yogyakarta tahun 1999, pendidikan magister teknik di Institut Teknologi Bandung tahun 2002, dan pendidikan doktor di Technische Universität Darmstadt, Jerman tahun 2010 dalam bidang studi Teknik Elektro dan Teknologi Informasi.

Setelah menyelesaikan program doktor, ia mendapatkan posisi sebagai post-doctoral fellow (2010–2012) dalam sebuah proyek penelitian kerjasama antara Technische Universität Darmstadt, Fraunhofer Institute LBF Darmstadt dan Hochschule Darmstadt, dengan tema riset Adaptive Electronics for Smart Materials (Adaptronik). Saat ini ia merupakan staf pengajar dan peneliti pada Program Studi Teknik Elektro dan Teknik Informatika, Universitas Hasanuddin. Bidang penelitian yang sedang digeluti antara lain adalah Jaringan-on-Chip untuk Sistem Prosesor Multi Core, Sistem On-Chip, Elektronika Daya dan Sistem Tersemat (Embedded System) untuk aplikasi Biomedik dan Sistem Pembangkit Listrik berbasis Energi Baru dan Terbarukan.

(40)

(41)

223

UNGKAPAN TERIMA KASIH

Buku Referensi ini disusun sebagai bagian dari hasil penelitian di institusi kami, Universitas Hasanuddin. Hasil kajian penelitian awalnya disusun sebagai bentuk laporan teknis penelitian, yang dikemudian diformulasikan kembali menjadi buku referensi, yang dapat digunakan sebagai bahan ajar atau bahan referensi untuk melakukan penemuan baru (riset) dan pengembangan. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak Kementerian Pendidikan Nasional atas dukungan Hibah Risetnya melalui Proyek TPSDP.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. Rhiza S. Sadjad, MSEE atas segala saran dan dukungannya, dan juga kepada Suharma, Kamilina, Elvira C., Eddy Jaury, Ruslan dan Syafrida, mahasiswa Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, atas partisipasi aktifnya dalam kegiatan riset tersebut.

Penulis tentu saja mengucapkan terima kasih kepada Ibunda Tersayang Sitti Aisyah Ende Daeng Talele dan Ayahanda Djamaluddin Samman Daeng

Mattarru’ atas dukungan morilnya. Dan juga kepada Isteri tercinta Wahyuni Sirajuddin serta anak-anaku yang saya cintai dan saya banggakan Syifa Marabintang Samman, Imam Manggarai Samman dan Alya Deapati Samman, atas segala kesabarannya.

Dan yang terpenting lagi, rasa syukur yang sebesar-besarnya, kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa. Jika bukan karena Rahmat, Kasih Sayang dan Karunia kesehatan yang diberikan oleh-Nya kepada Penulis, tentu saja buku ini tidak akan dapat diselesaikan dengan baik.

(42)

224

(43)

Faizal Arya Samman menyelesaikan pendidikan dasar dan menengah masing-masing di SD Negeri Bontomakamase Sungguminasa, SMP Negeri 1 Sungguminasa dan SMA Negeri 1 Sungguminasa (SALIS), Gowa. Kemudian ia menyelesaikan studi Sarjana Teknik Tahun 1999 di Universitas Gadjah Mada, Yogyakar-ta, pendidikan Magister Teknik Tahun 2002 di Institut Teknologi

Bandung, dan Pendidikan Doktor-Ingenieur di Technische Universität Darmstadt, Jerman Tahun 2010 dalam bidang Teknik Elektro dan Teknologi Informasi.

Sekarang ia bekerja sebagai staf pengajar dan peneliti di Departemen Teknik Elektro, Uni-versitas Hasanuddin, Makassar. Bidang riset dan pengembangan yang digelutinya saat ini antara lain Jaringan on-Chip (Network-on-Chip) untuk Sistem Prosesor Multi Core, Sistem Dalam Chip Tunggal (System-On-Chip), Elektronika Daya and Sistem Tersemat (Embedded Systems) untuk aplikasi biomedika dan sistem pembangkitan tenaga listrik berbasis energi baru dan terbarukan.

Tentang Penulis

Penerbit

IESTA

Lembaga Sains, Teknologi dan Seni

(Institute of Sciences, Technologies and Arts — IESTA)

Jl. KH. Wahid Hasyim No. 246 Sungguminasa 92111, INDONESIA E-mail: iesta.ipteks@gmail.com

Buku ini memaparkan teknik-teknik untuk mendesain sistem kendali adaptif. Ken-dali adaptif merupakan teknik kenKen-dali non konvensional yang telah banyak digunakan di industri termasuk di bidang sistem kendali pesawat terbang. Sistem kendali adaptif yang dibahas dalam buku ini dibagi atas sistem kendali adaptif model acuan (model reference adaptive control), yang paling banyak disinggung dalam buku ini, dan sistem kendali adaptif swatala (self-tuning adaptive control), yang berfokus pada metode estimasi atau identifikasi parameter sistem secara online. Contoh aplikasi pada kendalian tak linier seperti sistem pendulum terbalik juga dibahas khusus. Pada bagian akhir buku ini, juga dipaparkan teknik untuk mengimplementasikan model matematis aturan kendali adaptif menjadi rangkaian analog dengan menggunakan piranti penguat operasional.

Pembaca akan menemukan bahwa buku ini sangat mudah dipahami dan merupa-kan sumber referensi yang berguna untuk mempelajari prinsip dasar sistem ken-dali adaptif. Setiap pembahasan selalu dimulai dari contoh-contoh yang paling se-derhana.

(44)