analisa dinamik

ANALISA DINAMIK
Dinamika Robot berkaitan dengan :
1. Torsi Aktuator
2. Hasil gerak perubahan sudut, kecepatan sudut, dan percepatan sudut (  ,, )
Dalam konteks dinamika, output perubahan ini dapat dinyatakan sebagai
percepatan sudut saja (  ).
Dari konsep ini dapat dikembangkan pengertian kontrol dinamik.
Skema kontrol dinamik loop tertutup dapat diilustrasikan seperti gambar berikut,
Input yang diberikan adalah referensi torsi (ref).Outputnya diukur dalam bentuk
percepatan (  ), sehingga model dinamik yang didefinisikan adalah dinamik
invers, karena merubah torsi menjadi percepatan. Sedangkan untuk umpan balik
diperlukan transformasi dinamik maju karena eror (e) dihitung dalam torsi.
Komponen Dinamik
Torsi yang diberikan oleh aktuator harus seimbang dengan torsi (lawan) yang
dihasilkan oleh komponen-komponen dinamik struktur robot dalam pergerakan,
yaitu :
- Torsi yang dihasilkan dari pergerakan (torsi vs percepatan sudut)
- Torsi yang diukur karena benda/struktur memiliki energi kinetik & potensial
- Efek gaya centrifugal
- Efek gaya Coriolis dan
- Inersia yang disebabkan faktor pembebanan dan gravitasi bumi.
Torsi pada Percepatan Sudut
Sesuai denga hukum Newton kedua, torsi yang dihasilkan pada gerakan rotasi
dapat ditulis,
2
  I mp .  mrm 
dimana  = torsi (N.m)
Imp = Inersia momen polar(kg.m2)
rm = jari-jari yang diukur dari pusat massa dengan sumbu putar
 = percepatan sudut
m = massa (kg)
Energi Kinetik
Energi Kinetik untuk gerakan translasi, ET
ET 
1 2 wv 2
mv 
2
2g
dimana m = massa (kg)
w = berat
= m.g
v = kecepatan yang diukur pada c.o.g (center of gravity)
Energi Kinetik untuk gerakan rotasi, ER
ER 
1
I mp 2 , dimana  adalah kecepatan sudut
2
Maka Energi Kinetik Total adalah
EK 
1 2 1
mv  I mp 2 (Joules), dimana :1 J = 1 N.m
2
2
Energi Potensial
Energi potensial dari suatu massa m pada jarak s adalah :
EP = mgs, dimana g = 9,81 m/s2
Gaya Centrifugal
Gaya centrifugal untuk suatu lengan padat dengan massa m adalah :
2
2
mv 2 mn (2d p )
FC 

 md p n 2
dp
dp
dimana: dp = jarak yang diukur dari sumbu rotasi ke pusat massa
n = putaran per menit (rpm)
Gaya Coriolis
Gaya ini ditemukan oleh Gaspard Gustave de Coriolis (1792 – 1843), yaitu suatu
gaya yang dihasilkan sebagai efek dari bumi berputar pada porosnya.
Perspektif Dinamik dalam Aplikasi
Permasalahan kontrol gerak (motion control), yang lebih utama adalah bagaimana
membuat kontrol kinematik yang tepat yang mampu menyelesaikan masalah
trajektori yang diinginkan, dari pada mendahulukan kontrol dinamiknya. Sebab
kontrol dinamik seringkali adalah permasalahan yang amat rumit. Jika pemodelan
tidak tepat maka kedua fungsi transformasi (maju/invers) menjadi tidak akurat
dan bahkan tidak berguna dalam memperbaiki kualitas kontrol keseluruhan.
- Kontrol dinamik tidak bisa bekerja sendirian dalam kontrol robotik tanpa
bantuan kontrol dinamik.
- Kontrol kinematik dapat diterapkan langsung tanpa memasukkan unsur
kontrol dinamik
-