1. PRAKTIKUM 8 : DISTURBANCE OBSERVER
LUSIANA DIYAN NINGRUM
3 D4 TEKNIK KOMPUTER B
FIRJA HANIF MAULANA
2210181051
BAYU SANDI MARTA
PRAKTIKUM SISTEM PENGATURAN KOMPUTER
11 JANUARI 2021

2. BAB 1
DASAR TEORI
1.1 Disturebance Observer
Merupakan suatu mekanisme pengontrol yang berada pada lup integral dari
sebuah plan. Pengendalian bersifat robust digunakan untuk mengendalikan plan di
linkungan dimana ketidakpastian model dan gangguan berada. Pengendalian berbasis
disturbance observer yang menghasilkan sinyal akselerasi ke plant adalah pengendali
yang bersifat robust. System kendali ini membentuk perilaku input-output bersifat
robust dengan menghilangkan gangguan (d) terhadap plant adatu noise (e) yang
mempengaruhi sensor.
Untuk mencapai tracking yang sempurna dan mengkompensasi disturbance.
Metode ini biasanya menggunakan struktur dual lup, yaitu lup internal dan lup
eksternal seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:
Lup internal didesain untukmembuat systemmampu meredam disturbance
dan ketidakpastian parameter, sedangkan lup eksternal didesain untuk meningkatkan
performa system secara keseluruhan. Dengan arsitektur di atas,controller lup internal
menghasilkan sinyal control kolektif untukmeredam disturbance,seperti gesekan dan
semua sinyal yang muncul akibat dari perbedaan antara plan actual dengan model
nominal, seperti ketidak pastian pemodelan dan variasi parameter. Idealnya

3. Disturbance observerakan melemahkan disturbance pada frekuensi rendah dan
membuat plan yang di control oleh lup eksternal mendekati nomel nominal.
1.2 Low Pass Filter (Q)
Dalam perancangan system kendali dengan Disturbance Observer salah satu
komponen penting dalam Low Pass Filter. Filter ini memiliki 2 fungsi yang berbeda,
antara lain filter untuk keluaran control PID yang berfungsi untuk mencegah
terjadinya aljabar loop yang dapat mengakibatkan kesalahan system, sedangkan filter
lainnya digunakan untuk keluaran sensor yang berfungsi untuk melemahkan sinyal
gangguan dari pembacaan sensor.

4. BAB 2
PERALATAN
Peralatan yang digunakan untuk praktikum ini diantaranya :
1. PC / Komputer
2. Software Matlab yang dilengkapi dengan Simulink
3. Visual Studio

5. BAB 3
EXPERIMENTAL SETUP
1. Jalankan aplikasi matlab dan buat rangkaian simulasinya di Simulink
2. Setting PID control, step 1 dan sine wave 1
3. Jalankan scope B dan lihat grafiknya

6. 4. Cari nilai transfer function continuous dan discrete dari transfer func1, filter
Q dan transfer func3 menggunakan matlab. Dan ubahlah ke bentuk
persamaan beda untuk dimasukkan ke dalam visual studio
a. Mencari nilai Pn
Matlab :

7. Perhitungan :
b. Mencari Low Pass Filter Q
Matlab :

8. Perhitungan :

9. c. Mencari nilai QPn-1
Matlab :
Perhitungan :

10. 5. Buka visual studio dan masukkan masing – masing persamaan beda yang
sudah dihitung ke dalam coding
6. Ketikkan koding di bawah ini di dalam fungsiOnBnClickedOk
void CSerialControl10Dlg::OnBnClickedOk()
{
double xomega[500];
double *omega = &xomega[5];

11. double xV[500];
double *V = &xV[5];
double xoutputZ[500];
double* outputZ = &xoutputZ[5];
double xfilterQ[500];
double* filterQ = &xfilterQ[5];
double xTransferFunction[500];
double* TransferFunction = &xTransferFunction[5];
double xOutputTF[500];
double* OutputTF = &xOutputTF[5];
double xDisturbance[500];
double* Disturbance = &xDisturbance[5];
double SetPoint, Error, u, Kp, Ki, Kd, Error_I, Error_D,
Error_prev, vc;
//low pass filter
double Q, q;
//sinus
double sinyalSinus;
//stepfungtion
double xstepFunc[500];
double* stepFunc = &xstepFunc[5];
//plan
double xPlan[500];
double* Plan = &xPlan[5];
SetPoint = Error = Error_D = Error_I = Error_prev = vc = 0;
Q = q = u = 0;
omega[0] = 0;
V[0] = V[-1] = V[-2] = 0;

12. Disturbance[0] = Disturbance[-1] = Disturbance[-2] = 0;
outputZ[0] = outputZ[-1] = outputZ[-2] = 0;
filterQ[0] = filterQ[-1] = filterQ[-2] = 0;
TransferFunction[0] = TransferFunction[-1] =
TransferFunction[-2] = 0;
OutputTF[0] = OutputTF[-1] = OutputTF[-2] = 0;
stepFunc[0] = stepFunc[-1] = stepFunc[-2] = 0;
Plan[0] = Plan[-1] = Plan[-2] = 0;
SetPoint = 10;
Kp = 0.4;
Ki = 0.4;
Kd = 0.0;
double c = 0.0, d = 1.0;
for (int n = 0; n <= 35; n++) {
//PID
if (n == 0)
Error = SetPoint;
else
Error = SetPoint - outputZ[n - 2];
Error_I += Error * 0.5;
Error_D = (Error - Error_prev) / 0.5;
Error_prev = Error;
u = (Error * Kp) + (Error_I * Ki) + (Error_D * Kd);
V[n] = u - OutputTF[n - 1];
//Disturbance dari step fungtion
if (n < 10) {
stepFunc[n] = c;
}
else
stepFunc[n] = d;

13. Disturbance[n] = V[n] + stepFunc[n];
//Plan
if (n == 0) Plan[n] = 0;
else Plan[n] = 9.524 * Disturbance[n - 1] + 9.524 *
Disturbance[n - 2] - Plan[n - 1] + 0.9048 * Plan[n - 2];
// noise terfilter sinyal sinus
sinyalSinus = 10 * sin(2 * 3.14 * 1 * n / 10);
outputZ[n] = sinyalSinus + Plan[n];
// Low Pass Filter (Q)
filterQ[n] = 0.6944 * V[n] + 1.389 * V[n - 1] + 0.6944
* V[n - 2] - 1.389 * filterQ[n - 1] - 0.444 * filterQ[n - 2];
//Q*Pn invers
TransferFunction[n] = 0,7292 * outputZ[n] + 0.006944 *
outputZ[n - 1] - 0.06597 * outputZ[n - 2] - 1.333 * TransferFunction[n
- 1] - 0.4444 * TransferFunction[n - 2];
OutputTF[n] = TransferFunction[n] - filterQ[n];
((CSeries)m_chart.get_Series(0)).AddXY(n*0.1,
outputZ[n], NULL, clTeeColor);
((CSeries)m_chart1.get_Series(0)).AddXY(n*0.1,
OutputTF[n], NULL, clTeeColor);
}
}
7. Jalankan program

14. BAB 4
HASIL PENGUJIAN
Dalam percobaan praktikum ini dapat diperoleh hasil pengujian sebagaiberikut :
1. Grafik hasil dari simulasi Disturbance Observer di Matlab
2. Grafik pada TeeChart dengan time sampling 0.1, dan menyesuaikan dengan
rangkaian yang telah dibuat di matlab

15. BAB 5
ANALISA DAN KESIMPULAN
ANALISA
Praktikum ini bertujuan untuk melakukan percobaan dalam melakukan
simulasi sebuah sistem control driver motor menggunakan Disturbance
Observer(DOB). Simulasi ini terbagi menjadi dua jenis rangkaian yakni rangkaian
pertama merupakan sebuah sistem control driver motor yang belum ditambah kan
DOB sedangkan rangkaian kedua merupakan sistem control driver motor yang
menggunakan DOB.
Berdasarkan rangkaian simulasi di atas, rangkaian di ScopeA merupakan
sistem control driver motor yang belum ditambahkan DOB dan menghasilkan output
pada scope seperti gambar di bawah ini, dimana masih terdapat noise yang cukup
besar dan overshoot yang cukup tinggi.

16. Sedangkan rangkaian sistem pada scopeB merupakan sistem yang sudah
ditambahkan DOB. Dari hasil percobaan pada praktikum Disturbance Observer ini
dapat diketahui bahwa ketika scope B dijalankan didapatkan grafik seperti pada
gambar berikut :

17. Grafik pertama merupakan output dari sinyal step function yang mana
nilainya berada pada range 0 sampai 1. Grafik kedua merupakan grafik sinyal sinus
yang memiliki rentang nilai -1 sampai 1. Dan grafik ketiga merupakan hasil nilai dari
sinyal sinus yang ditambah dengan output sinyal dari plan. Pada grafik ketiga ini
terdapat dua titik loncatan sinyal di titik 0 detik dan di titik 2 detik, yang mana hal ini
terjadi ketika terdapat gangguan atau noise pada step function. Gangguan ini dapat
diredam dengan menggunakan filter Q sinyal step function sehingga sinyal bisa tetap
stabil pada nilai set point yakni 10.
Scope F merupakan scope yang digunakan untuk menampilkan sinyal
keluaran dari scope A dan scope B, dimana keluaran ini sudah mendapatkan tambahan
DOB sehingga hasil grafik memiliki overshoot dan noise yang lebih kecil karena
sudah tereduksi.

18. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan dan analisa sistem, dapat ditarik kesimpulan
bahwa fungsi dari Disturbance Observer (DOB) dapat untuk mengurangi noise dan
overshoot yang muncul pada sebuah sistem control. Low Pass Filter (Q) pada sistem
memiliki 2 fungsi yang berbeda yakni sebagai output control PID yang berfungsi
untuk mencegah terjadinya aljabar loop yang mengakibatkan kesalahan system dan
sebagai output sensor yang berfungsi untuk melemahkan sinyal noise dari pembacaan
sensor.