Metode Sliding Mode Control (1)

Apa itu Sliding Mode Control ?

Sliding Mode Control merupakan salah satu metode pengendalian sistem melalui aplikasi dari kendali pensaklaran (switching) berfrekuensi tinggi. Metode ini memiliki konsep pengendalian berdasar atas pemodelan yang tidak harus tepat, melainkan hanya pada estimasi yang berbatas. Oleh karena itu metode ini cukup tangguh untuk menangani adanya ketidakpastian dalam sistem.

Dasar Penggunaan Siliding Mode Control

Sistem Kendali merupakan suatu susunan subsistem dan proses atau sesuatu yang dikendalikan yang dirangkai dengan tujuan agar menghasikan keluaran sesuai dengan yang diharapkan. Sistem ini memerlukan sesuatu yang dikendalikan (yang biasa disebut dengan plant) yang pada umumnya berupa besaran-besaran fisik seperti posisi, kecepatan, suhu dan lain-lain[1].

Gambar 1. Sistem Kendali Kalang Tertutup dengan Umpan Balik

Agar didapat sebuah pengendali yang sesuai dengan plant tertentu, maka diperlukan sebuah deskripsi yang tepat mengenai proses fisika yang akan dikendalikan. Oleh sebab itulah diperlukan intepretasi matematis dari proses fisika yang akan dikendalikan untuk mempermudah perancangan pengendali, yang dinamakan pemodelan atau identifikasi[1].

Namun semua proses fisik yang berlangsung di alam ini bekerja secara kompleks dan nonlinear sehingga cukup sering menyulitkan dalam hal identifikasi sistem tersebut[2][3]. Kenyataan ini seringkali menghasilkan ketidaktepatan dalam hal pemodelan, sehingga menghasilkan kinerja sistem kendali yang tidak sesuai harapan. Ketidaktepatan dalam pemodelan ini secara umum disebabkan oleh dua hal[3] :

1. ketidakpastian dari plant (parameter-parameter dalam plant tidak diketahui)
2. proses penyederhanaan dari dinamika sistem dengan tujuan untuk mempermudah perhitungan. Seringkali para perancang sistem kendali menggunakan berbagai asumsi serta mengabaikan beberapa hal yang lain meskipun hal tersebut menghasilkan pengaruh yang besar terhadap sistem.

Ketidaktepatan dalam pemodelan ini diklasifikasikan menjadi dua macam[3], yaitu :

1. structured uncertaintiy (ketidakpastian yang terstruktur)
   terjadi akibat ketidaktepatan pada penentuan nilai parameter-parameter pada sistem
2. unstructured uncertaintiy (ketidakpastian yang tidak terstruktur)
   terjadi akibat ketidaktahuan tentang bentuk sistem itu sendiri, bahkan hingga pada tingkat orde sistem

Kedua masalah di atas dipengaruhi oleh ketidaklinearan sistem, sehingga diperlukan pengetahuan khusus untuk menangani hal tersebut.

Terdapat dua metode yang umum digunakan untuk mengatasi masalah ketidaktepatan dalam pemodelan dalam sistem kendali[3], yaitu :

1. Robust Control System
   Sistem ini seperti pada sistem kendali kalang tertutup pada umumnya, dnamun ada bagian tambahan untuk mengatasi masalah ketidaktepatan pemodelan. Sistem kendali yang Robust (kokoh) haruslah bisa menghasilkan kinerja yang baik untuk berbagai model dari plant dengan interval nilai tertentu.
2. Adaptive Control
   Sistem Kendali Adaptif memiliki bagian tambahan yang selalu diupdate / diperbaharui nilainya selama proses berlangsung secara online berdasar nilai pengukuran pada kinerja sistem. Sistem ini bisa diaplikasikan untuk semua model plant, bahkan yang tidak diketahui struktur maupun parameternya.

Salah satu contoh metode pengendalian berbasis Robust Control, adalah yang disebut dengan Sliding Mode Control.

 

 

Referensi

[1] Ogata, Katsuhiko dan Leksono, Edi. Teknik Kontrol Automatik (Sistem Pengaturan). Jilid 1. Erlangga. 1984.

[2] Burl, Jeffrey B. Linear Optimal Control, H2 and H∞ Methods. Addison Wesley Inc. 1999.

[3] Slotine, Jean-Jacques E. and Li, Weiping. Applied Nonlinear Control. Prentice Hall International Inc. 1991.

[4] Šitum, Željco et al. Sliding Mode Control Applied to Pneumatic Servo Drive. University of Zagreb, Croatia. 2007.