PEMODELAN STRUKTUR CERDAS MENGGUNAKAN PIEOZOELEKTRIK DENGAN METODE ELEMEN HINGGA DAN PENGONTROLAN DENGAN LQR

Abstract

Akibat kondisi lingkungan dan operasional yang berubah-ubah, struktur mempunyai prilaku statik dan dinamik yang berubah-ubah pula dan tidak terkendali. Perubahan prilaku ini berupa getaran dan ketidakstabilan perubahan bentuk geometri sehingga dapat menurunkan fungsi dari struktur ataupun menyebabkan kegagalan seperti retak struktur. Oleh sebab itu perlu dilakukan pengendalian struktur. Salah satu cara dalam mengendalikan struktur dengan menerapkan struktur cerdas yaitu struktur yang dapat beradaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan dan operasional karena adanya sensor dan aktuator yang dikendalikan oleh sistem kontrol. Pada prakteknya kebanyakan model struktur-struktur seperti blade helikopter, antena satelit, dan struktur wahana antariksa mendekati bentuk batang kantilever dan membutuhkan sensor dan aktuator yang tidak menambah bobot struktur. Sehingga dalam tugas akhir ini akan dimodelkan batang kantilever dengan pemasangan material cerdas berupa material piezoelektrik sebagai sensor dan aktuator untuk peredam getaran. Tujuan tugas akhir ini adalah membuat struktur cerdas yang menggunakan material cerdas berupa batang kantilever yang dipasang piezoelektrik sensor dan aktuator. Menggunakan metode elemen hingga untuk mendapatkan persamaan dinamik dari struktur. Persamaan konstitutive piezoelektrik digunakan dalam membentuk persamaan sensor dan aktuator. Kemudian LQR state dan output feedback digunakan sebagai kontrol aktif getaran struktur. Sehingga didapat kestabilan dengan semua nilai eigen bernilai negatif dan nilai redaman 2.00e-003 dari open loop menjadi 4.00e-002 pada state feedback dan 4.00e- 002 juga pada output feedback. Kata kunci: Struktur cerdas, piezoelektrik, LQR state dan output feedback