2019 : Desain Active Fault Tolerant Control Pada Sistem Anti-lock Braking System Dengan Kesalahan Pada Sensor Dan Aktuator : Studi Kasus Implementasi Pada Kendaraan Listrik

Ir. Yaumar MT.
Dr. Bambang Lelono Widjiantoro ST.,MT.
Dr. Katherin Indriawati ST, MT

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Salah satu komponen penting pada electric vehicle (EV) adalah sistem pengereman. Sistem pengereman yang umum dipakai oleh kendaraan berpenumpang saat ini adalah anti-lock braking system (ABS) karena sistem ini dapat mencegah roda pada mobil terkunci ketika adanya pengereman darurat atau pengereman secara mendadak, sehingga jarak penghentian mobil akan berkurang dan manuverbilitas akan meningkat. Pada EV, beberapa sistem ABS selain menggunakan pengereman mekanik (friction), juga menggunakan pengereman regeneratif agar dapat melakukan penghematan energi listrik. Mengingat keselamatan penumpang merupakan fitur wajib yang harus terpenuhi, maka tingkat kehandalan sistem ABS juga harus tinggi. Kesalahan yang terjadi, seperti pada sistem kontrol ABS, yaitu kesalahan pada solenoid valve dan sensor kecepatan harus dapat diakomodasi agar sistem tetap bekerja pada daerah yang aman. Penelitian ini mengajukan skema perbaikan teknologi ABS yang sudah ada saat ini dengan menambahkan fitur akomodasi kesalahan pada sistem kontrolnya. Metode yang digunakan dikenal sebagai sistem active fault tolerant control (AFTC). Dalam merancang AFTCS, terdapat dua tahapan, yaitu deteksi dan identifikasi kesalahan, serta mekanisme rekonfigurasi kontrol. Deteksi dan identifikasi kesalahan dilakukan dengan menggunakan observer yang berbasis extended state space. Sedangkan rekonfigurasi sinyal kontrol dilakukan dengan mengkompensasi sinyal kontrol menggunakan hasil estimasi kesalahan. Penelitian sebelumnya telah menghasilkan simulasi sistem sliding mode fault tolerant control (SMFTC) yang mengatasi kesalahan sensor kecepatan kendaraan dan aktuator hidrolik pada sistem regenerative ABS. Sedangkan dampak dari kesalahan sensor kecepatan kendaraan belum diatasi secara aktif, hanya mengandalkan kemampuan kontrol robust (sliding mode control / SMC). Pada penelitian tahun kedua ini akan disimulasikan sistem SMFTC yang mampu menangani ketiga kesalahan tersebut secara sekaligus. Selain itu, pembuatan prototipe sistem ABS skala laboratorium akan mulai dikerjakan, dengan menggunakan simulator kendaraan 1 roda. Tahap awal penelitian ini adalah memperbaiki simulator sistem regenerative ABS yang sudah ada, dengan menambahkan pemodelan aktuator hidrolik yang lebih detil. Hal ini bertujuan untuk merepresentasikan simulator ke kondisi yang lebih riil. Simulator diperlukan untuk menguji metode AFTC yang diajukan. Pengereman disimulasikan terjadi secara regeneratif dan jika diperlukan juga secara mekanik. Algoritma kontrol yang digunakan adalah sliding mode control agar ketidaklinieran sistem dapat ditangani dengan baik. Dalam hal ini, variabel yang dikontrol adalah slip ratio dengan memanipulasi torsi pengereman. Setelah unjuk kerja sistem kontrol mencapai kriteria yang ditetapkan, langkah selanjutnya adalah membuat observer. Struktur observer yang digunakan adalah proporsional-integral. Observer ini akan menghasilkan estimasi keadaan dan juga estimasi kesalahan yang terjadi pada sensor dan aktuator. Dalam hal ini, observer yang dihasilkan pada penelitian tahun pertama akan dimodifikasi agar mampu mengestimasi dua kesalahan sensor dan satu kesalahan aktuator sekaligus. Problem unobservability akan dipecahkan dengan menggunakan algoritma l0 norm. Hasil estimasi kesalahan selanjutnya digunakan dalam skema rekonfigurasi kontrol dengan cara mengkompensasi sinyal pengukuran dan sinyal kontrol. Penelitian ini diharapkan dapat berkontribusi dalam pengembangan sistem kontrol yang toleran terhadap kesalahan terutama pada plant dimana isu keamanan dan biaya sangat kritis. Keuntungan yang ditawarkan dari teknologi AFTC pada regenerative ABS adalah peningkatan kehandalan sistem dengan biaya yang ekonomis karena tidak menambahkan komponen hardware apapun selain perbaikan perangkat lunak.