Kontrol Motor DC dengan Kendali Linear Quadratic Regulator dan Filter Kalman Menggunakan GUI MATLAB

Imroatul Hudati (Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Universitas Gadjah Mada)
Nurul Izzah Wijayakusuma (Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Universitas Gadjah Mada)
Aditya Yusuf Ismail (Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Universitas Gadjah Mada)
Alfonzo Aruga Paripurna Barus (Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Universitas Gadjah Mada)
Hendi Budianto (Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Universitas Gadjah Mada)

Jurnal Listrik, Instrumentasi, dan Elektronika Terapan
Vol 4, No 1 (2023)

Abstract –  DC motor is one of the electronic devices that is used in the robotic, industry and sometime can be found in daily life.  DC motors usage is quite a lot, where the user is expected to be able monitor the speed or the position of the DC motor and be able to make adjustments. Noise is a part that cannot be ignored in controlling the motor DC speed. Numerous studies have been conducted. Previous research monitored the system response without considering the noise. The aims of this study are to implement the linear quadratic regulator (LQR) control and provide noise in the form of random number which will be filtered using a Kalman filter to reduce the noise and achieve a more stable system response. The provision of control and filter methods will be monitored by the user through an easy-to-understand display. The LQR control method will be given to DC motors in order to reduce the error between the output and input. LQR control use six variations of the Q index weighting will be given with an R value of 1. The most optimal Q result is [0.1 0 0; 0 0.1 0; 0 0 0.1] with a rise time is 2.20 seconds and a peak overshoot is 0.09 and the system response results are displayed. in the MATLAB GUI with the addition results after being given a Kalman filter.Keywords – DC motor, LQR, Kalman Filter, MATLAB GUIIntisari – Penggunaan Motor DC menjadi salah satu perangkat elektronik yang digunakan pada bidang robotika, industri bahkan banyak ditemui dalam kehidupan sehari – hari. Penggunaan motor DC yang cukup banyak, di mana user diharapkan dapat memantau kecepatan atau posisi motor DC dan dapat melakukan pemantauan terhadap noise yang terjadi pada sistem. Terdapat banyak penelitian yang telah dilakukan. Penelitian sebelumnya hanya memantau respons sistem tanpa memperhatikan noise yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk menerapkan kendali linear quadratic regulator (LQR) dan memberikan noise berupa random number yang kemudian diberi filter Kalman sehingga noise tersebut dapat dikurangi dan respon sistem menjadi lebih stabil. Pemberian metode kendali dan filter diharapkan dapat dipantau oleh user melalui sebuah tampilan yang mudah dipahami. Metode kendali LQR akan diberikan kepada motor DC untuk mengurangi besarnya kesalahan antara output terhadap input. Pada kendali LQR akan diberikan enam variasi pembobotan indeks Q dengan R bernilai 1 didapatkan hasil Q yang paling optimal ialah [0,1 0 0;0 0,1 0;0 0 0,1] dengan rise time sebesar 2,20 detik dan peak overshoot sebesar 0,09  dan hasil respons sistem ditampilkan pada GUI MATLAB dengan adanya penambahan hasil sistem setelah diberikan filter Kalman.Kata kunci – kecepatan motor DC, LQR, filter Kalman, GUI MATLAB