📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 3 dokumenDINAMIKA PERGERAKAN BENDA SILINDER AKIBAT PERGESERAN TITIK BERAT
Penelitian Tugas Akhir ini bertujuan menentukan pengaruh parameter fisik pendulum terhadap karakteristik gerak menggelinding sasis silinder berongga melalui pendekatan mekanika klasik dan simulasi komputasi. Pemodelan matematika ruang keadaan dibangun menggunakan fungsi Lagrangian untuk mengekstrak persamaan diferensial gerakan non-linear orde dua, yang diselesaikan dengan solver implisit Radau IIA di Python untuk mengatasi kekakuan numerik (stiffness) akibat torsi hambat gelinding. Validasi empiris dilakukan melalui pengujian prototipe mandiri pada lintasan 5 meter di Gedung Oktagon. Hasil analisis spasial dengan metode Kernel Density Estimation (KDE) menunjukkan pemisahan kluster performa secara kontras. Massa pendulum ringan (97,73 gram) mengalami undershoot pada rentang 3,5–4,8 meter akibat keterbatasan torsi pemulih, sedangkan massa berat (126,23 gram) memicu overshoot pada rentang 5,2–7,5 meter. Kurva KDE juga menyingkap distribusi multimodal akibat variasi fase sudut transien pendulum saat aktuasi dinonaktifkan. Hasil komparasi membuktikan konfigurasi optimal dengan rasio momen tertinggi 1,249 (m = 126,23 gram, l = 5,0 cm) mampu mempercepat durasi gerak hingga konvergen pada 10,2 detik, selaras dengan proyeksi simulasi. Reliabilitas model diperkuat nilai galat Mean Absolute Percentage Error (MAPE) sebesar 3,29% dengan sebaran rentang interkuartil serapat 3,76%.
SIMULASI PROTEKSI RADIASI PADA FASILITAS PENCITRAAN SINAR-X MEDIS BERDASARKAN NCRP REPORT 147 MENGGUNAKAN RADSHIELD DAN PHITS
Meskipun penting untuk mendiagnosis berbagai kondisi medis, radiasi pengion dapat menimbulkan risiko yang signifikan bagi pasien, pekerja, bahkan masyarakat umum jika tidak dikelola dengan baik. Untuk memitigasi risiko ini, desain perisai struktural diterapkan untuk membatasi paparan radiasi ke tingkat yang dapat diterima. Pendekatan yang sering digunakan sebagai panduan dalam proteksi radiasi sinar-X adalah NCRP Report 147. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh parameter jarak antara sumber radiasi dengan perisai terhadap nilai kerma udara dan ketebalan perisai yang dibutuhkan serta menentukan bahan yang efektif untuk digunakan sebagi perisai radiasi sinar-X melalui simulasi yang melibatkan RadShield dan PHITS. Disimulasikan 5 variasi jarak dengan bahan perisai lead, concrete, gypsum, wood, steel, dan glass untuk workload distribution rad room (chest bucky), rad room (all barriers), dan rad room (floor or other barriers) pada RadShield. Dari simulasi tersebut dihasilkan nilai kerma udara serta ketebalan perisai yang dibutuhkan. Nilai ketebalan tersebut kemudian disimulasikan pada PHITS sehingga diperoleh heat map untuk fluks serta dosis. Namun, variasi yang dilakukan pada PHITS hanya variasi jarak 1 (2,695 m) dan 5 (3,869 m) serta bahan perisai lead dan concrete saja. Dari hasil penelitian terlihat bahwa RadShield memberi hasil yang diharapkan, yaitu nilai kerma udara serta ketebalan perisai yang dibutuhkan menurun seiring dengan bertambahnya jarak. Namun, apabila diperlukan hasil dengan tingkat akurasi lebih tinggi maka penggunaan PHITS menjadi diperlukan. Selain itu, bahan yang efektif untuk dijadikan perisai radiasi sinar-X adalah lead sebab memiliki nilai densitas dan nomor atom yang jauh lebih tinggi dibanding bahan lain.
PERANCANGAN SISTEM KENDALI PADA SIMULASI AUTONOMOUS RC CAR MENGGUNAKAN PURE PURSUIT CONTROLLER DAN MODEL PREDICTIVE CONTROL
Pengembangan kendaraan otonom berskala kecil seperti autonomous RC car merupakan salah satu sarana yang efisien dan terjangkau untuk mengevaluasi strategi sistem kendali dalam skala nyata dengan biaya rendah. Namun, saat ini masalah penelitian adalah ukuran RC car yang semakin kecil sehingga terdapat keterbatasan dimensi dan ruang untuk melakukan integrasi sistem secara onboard. Oleh karena itu, simulasi diperlukan sebagai tahap awal untuk merancang dan mengevaluasi sistem sebelum proses implementasi dilakukan khususnya dalam penelitian dibidang autonomous RC car dengan sistem komputasi terpisah. Tesis ini membandingkan dua pendekatan sistem kendali pada autonomous RC car yaitu, Pure Pursuit controller (PP) dan Model Predictive Control (MPC) untuk mengetahui sistem kendali yang paling sesuai dengan penelitian. Fokus penelitian adalah pertimbangan dinamika pergerakan RC car di track tanpa mempertimbangkan dinamika internal RC car. Model dirancang dengan menggunakan kinematic bicycle model yang mampu merepresentasikan pergerakan RC car dengan baik pada kecepatan rendah. Sistem pelacakan track pada penelitian ini memanfaatkan reference pada track yang diinisialisasi pada area centreline, kemudian reference dioptimasi menggunakan metode Bayesian Optimization (BO) dengan model surrogate Gaussian Process (GP). Hasil optimasi mampu meminimalisasi estimasi waktu tempuh dari 9.34 detik menjadi 7,19 detik dibandingkan metode jarak terpendek yang tidak mempertimbangkan radius belokan, kelandaian reference yang membuat sistem sulit mengendalikan model dan dapat menyebabkan waktu tempuh lebih lama. Sistem kemudian diuji dalam berbagai kondisi: normal sebagai baseline, batasan fisik RC car kemudian batasan kemampuan kamera dengan dan tanpa penambahan noise Gaussian. Pada pengujian baseline dengan ???? = 2 m/s, PP ungul dalam waktu tempuh 6,70 detik dibandingkan MPC sebesar 6,86 detik pada track A, namun kendali PP menghasilkan perubahan sudut kemudi yang tajam dengan ????????????????? sebesar 0,341 rad dan ????????????????????? 0,018 rad dibandingkan dengan kendali MPC yang menghasilkan perubahan sudut kemudi lebih halus ????????????????? 0,222 dan ????????????????????? 0,011. MPC lebih unggul dalam penilaian matriks evaluasi pelanggaran batas track 1,47% dibandingkan PP sebesar 1,69%. Pengujian pada kondisi batasan fisik RC car menunjukan bahwa MPC mampu menyesuaikan kecepatan dan sudut kemudi sesuai dengan kebutuhan dan kompleksitas track meskipun kecepatan maksimum yang ditetapkan cukup tinggi, sistem tidak memaksakan pada kecepatan maksimum. Kendali tetap dapat menjalankan tugasnya meskipun terjadi peningkatan SMV sebesar 3,72%. Sementara itu pengujian pada kondisi batasan kemampuan kamera mengindisikan noise berdampak signifikan terhadap degradasi performa, khususnya pada track B yang lebih kompleks, SMV meningkat dari 1,42% menjadi 4,20% pada noise level 4, ????????????????????? meningkat menjadi 0,059 rad dan waktu tempuh menjadi lebih lambat 0,6 detik dibandingkan tanpa noise, hal ini disebabkan karena MPC berusaha mengkoreksi noise sepanjang waktu sehingga membutuhkan waktu tempuh lebih lama. Hasil pengujian menunjukan bahwa PP cocok digunakan pada skenario track yang sederhana dan minim manuver karena kendali PP bisa menghasilkan waktu tempuh yang lebih singkat. Sedangkan MPC cocok digunakan pada track yang lebih kompleks karena terdapat kemampuan prediksi dan constraint sehingga kendali yang dihasilkan lebih halus. Berdasarkan konsistensi performa MPC baik dalam keadaan normal maupun gangguan, MPC dipilih sebagai pendekatan utama sistem kendali yang sesuai dengan kebutuhan pada tesis ini.