Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Kereta hibrida merupakan kereta yang menggabungkan beberapa sumber energi dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar dan mengurangi emisi gas rumah kaca di kawasan minim infrastruktur jaringan distribusi listrik. Namun, jenis kereta ini memiliki tantangan dalam manajemen sumber energi agar biaya penggunaannya dapat diminimalkan. Maka dari itu, penelitian dilakukan untuk mengoptimalkan strategi manajemen energi atau yang biasa disebut dengan Energy Management System (EMS). Strategi manajemen energi pertama yang dikenalkan adalah Rule-Based dengan biaya komputasi yang kecil, namun belum optimal. Untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal digunakan Model Predictive Control (MPC) yang terkenal sangat andal karena kemampuan prediksi, mampu menangani masalah yang kompleks, dan dapat disesuaikan secara real-time. Optimasi real-time dibatasi oleh waktu cuplik, sehingga optimasinya belum tentu sempurna. Maka, optimasi real-time dapat dikombinasikan dengan optimasi global yang dijalankan secara offline, salah satunya menggunakan strategi Pontryagin’s Minimum Principle (PMP) yang telah banyak digunakan oleh para peneliti karena waktu komputasinya yang cepat dan secara akurat dapat mempertimbangkan State of Charge (SOC) baterai agar tetap dalam range nominal. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan strategi manajemen energi yang efisien untuk kereta hibrida, menggunakan Rule-Based Pontryagin’s Minimum Principle Model Predictive Control (RB-PMP-MPC). Pengujian dan evaluasi dilakukan dengan melakukan simulasi pada Matlab dan Simulink.

---

Hybrid trains combine multiple energy sources to improve fuel efficiency and reduce greenhouse gas emissions in areas with limited electrical distribution infrastructure. However, these trains face challenges in energy source management to minimize operational costs. Therefore, research is conducted to optimize energy management strategies, commonly known as the Energy Management System (EMS). The first introduced energy management strategy is Rule-Based, which has low computational costs but is not yet optimal. To achieve more optimal results, Model Predictive Control (MPC) is used, known for its high reliability due to its predictive capabilities, ability to handle complex problems, and real-time adaptability. Real-time optimization is limited by sampling time, so it may not be perfect. Therefore, real-time optimization can be combined with global optimization performed offline, one of which uses Pontryagin's Minimum Principle (PMP) strategy, widely used by researchers for its fast computation time and accurate consideration of the battery's State of Charge (SOC) to remain within the nominal range. This research aims to develop an efficient energy management strategy for hybrid trains using Rule-Based Pontryagin's Minimum Principle Model Predictive Control (RB-PMP-MPC). Testing and evaluation are conducted through simulations in Matlab and Simulink."

"Transportasi umum kereta antar kota menjadi salah satu transportasi yang banyak diminati karena bisa mengurangi kemacetan dan jarak tempuh yang jauh serta bisa mengangkut orang dalam jumlah yang banyak. Pada kenyataannya, bahan bakar yang digunakan adalah diesel yang Smenghasilkan emisi gas karbon. Emisi gas karbon bisa meningkatkan pencemaran udara dan efek rumah kaca. Sebagai solusi, penggunaan kombinasi sumber energi pada sistem kereta hibrid sudah dilakukan dan dikembangkan dalam beberapa dekade ini. Sumber energi listrik dalam bentuk baterai atau sel bahan bakar hidrogen dalam bentuk fuel cell menjadi energi utama dalam penggerak kereta. Sebagai tambahan, untuk memenuhi kebutuhan daya kereta yang disesuaikan juga bisa ditambahkan sumber energi lain seperti ultra/super capacitor ataupun diesel. Oleh karena itu, pada sistem kereta hibrid ini diperlukan EMS (Energy Management System) untuk mengatur keluaran dan penggunaan energi yang dipakai secara optimal. Metode pengendalian yang digunakan adalah MPC (Model Predictive Control) yang memungkinkan strategi perencanaan dan pengoptimalan penggunaan energi dari berbagai sumber daya. Pada metode optimasi MPC terdapat cost function yang akan diminimalisir dan dioptimalkan dengan berbagai constraints.

---

Inter-city train public transportation is one of the most popular transportations because it can reduce congestion and long distances and transport large numbers of people. In reality, the fuel used is diesel which produces carbon gas emissions. Carbon gas emissions can increase air pollution and the greenhouse effect. As a solution, the use of a combination of energy sources in hybrid train systems has been carried out and developed in recent decades. Electrical energy sources in the form of batteries or hydrogen in the form of fuel cells become the main energy in driving the train. In addition, other energy sources such as ultra/super capacitors or diesel can also be added to fulfill the power requirements of the train. Therefore, this hybrid train system requires an EMS (Energy Management System) to optimally manage the output and use of energy used. The control method used is MPC (Model Predictive Control) which enables strategic planning and optimization of energy use from various resources. In the MPC optimization method, there is a cost function that will be minimized and optimized with various constraints."

"Pemanasan global yang disebabkan oleh emisi CO2, keterbatasan sumber daya fossil dan kenaikan polusi global mendorong sebuah ide untuk mengembangkan kendaraan dengan sumber daya yang bersih dan ramah atas lingkungan. Kendaraan seperti Hybrid Electric Vehicle (HEVs), fuel cell vehicles (FCVs), dan battery electric vehicles (BEVs) merupakan solusi utama untuk kendaraan yang ramah lingkungan. Dengan potensi besar untuk mengurangi dampak lingkungan, dilakukan pengembangan pada kendaraan kereta api hibrid untuk menekan konsumsi dari bahan bakar diesel dengan menggabungkannya dengan sumber energi ramah lingkungan, seperti baterai dan fuel cell. Besar kebutuhan daya kereta yang akan didistribusikan dari sistem perlu diestimasi denga melakukan evaluasi profil kecepatan dan geometri lintasan di sepanjang siklus perjalanan kereta. Oleh karena itu, penelitian ini berfokus pada perancangan sistem manajemen energi untuk distribusi daya kereta hibrid yang menggunakan tiga sumber energi, fuel cell, baterai, dan diesel dengan metode PMP (Pontryagin Minimum Principle). Sebuah pendekatan berbasis optimasi yang dirancang untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi dan mengoptimalkan kinerja keseluruhan sistem. Pendekatan ini memiliki kelebihan karena beban komputasi yang kecil dan waktu komputasi yang singkat.

---

Global warming caused by CO2 emissions, the scarcity of fossil fuels, and the rise of global pollution have driven the development of vehicles with clean and environmentally friendly energy sources. Vehicles such as Hybrid Electric Vehicles (HEVs), fuel cell vehicles (FCVs), and battery electric vehicles (BEVs) are the main solutions for environmentally friendly vehicles. With great potential to reduce environmental impact, development is being carried out on hybrid rail vehicles to reduce diesel fuel consumption by combining it with environmentally friendly energy sources such as batteries and fuel cells. The large power requirement of the train that will be distributed from the system needs to be estimated by evaluating the speed profile and track geometry along the train's travel cycle. Therefore, this study focuses on the design of an energy management system for distributing power to hybrid trains using three energy sources, fuel cells, batteries, and diesel with the PMP method. An optimization-based approach designed to improve energy efficiency and optimize overall system performance."

"Moda transportasi kereta merupakan transportasi umum yang cukup diminati penduduk Indonesia. Namun, Moda transportasi ini masih sedikit menggunakan energi yang bersih. Kereta Api jarak jauh Indonesia masih menggunakan diesel. Bahan bakar diesel tentunya merupakan energi konvensional yang penggunaannya ingin dikurangi oleh dunia. Salah satu solusinya adalah dengan mengurangi pengurangan diesel pada kereta api jarak jauh. Untuk mengurangi penggunaan bahan bakar dan mengurangi emisi dari mesin, maka kereta api bisa dibuat secara hibrid dengan menggabungkan mesin diesel dengan sumber energi listrik, seperti baterai. Kereta hibrid memerlukan EMS (Energy Management System) untuk mengatur energi apa yang dipakai dengan cara yang optimal. Salah satu basis dari EMS ini adalah MPC (Model Predictive Control). Salah satu hal yang menjadi pertimbangan dari Model Predictive Control adalah prediktor nya. Dengan perkembangan Deep Learning, Long Short Term Memory Neural Network (LSTM) dikenal baik untuk memodelkan data sequence. LSTM bisa membuat model prediksi kecepatan dengan data yang telah dikumpulkan. Dengan prediksi daya yang akurat, Model Predictive Control bisa menghasilkan kontrol EMS yang lebih ekonomis dengan biaya komputasi yang bisa diimplementasikan.

---

The train mode of transportation is public transportation that is quite attractive to the Indonesian population. However, this mode of transportation still uses little clean energy. Indonesian long-distance trains still use diesel. Diesel fuel is of course a conventional energy whose use the world wants to reduce. One solution is to reduce diesel reduction on long-distance trains. To reduce fuel use and reduce emissions from the engine, a hybrid train can be made by combining a diesel engine with a source of electrical energy, such as a battery. Hybrid trains require an EMS (Energy Management System) to regulate what energy is used in an optimal way. One of the bases of this EMS is MPC (Model Predictive Control). One of the things to consider in the Predictive Control Model is its predictors. With the development of Deep Learning, Long Short Term Memory Network (LSTM) is well known for modeling data sequences. LSTM can create a speed prediction model with the data that has been collected. With accurate power predictions, the Predictive Control Model can produce EMS control that is more economical with computational costs that can be implemented."

"Seiring berkembangnnya teknologi, energi listrik menjadi semakin penting. Setiap aspek yang menggerakan dunia pada era ini bergantung dengan adanya energi ini. Namun salah satu sumber terbesar dari energi ini menghasilkan gas rumah kaca yang memicu pemanasan global. Oleh karena itu, muncul banyak dorongan untuk meminimalisasi kegunaan bahan bakar tak terbarukan yang salah satunya adalah bahan bakar disel. Bahan bakar ini sangat penting untuk menggerakan transportasi. Maka dari itu diperlukannya perkembangan dalam kendaraan hibrid, dimana kegunaan mesin diesel dapat diturunkan dan secara langsung menurunkan emisi gas rumah kaca. Dalam ranah itu, Model Predictive Control mulai dikembangkan untuk mengendalikan distribusi daya pada kendaraan hibrid. Dengan mengoptimasi kegunaan mesin diesel maka konsumsi dari bahan bakar juga semakin minim. Dengan perkembangan strategi ini, sebuah long shrinking horizon diakomodasikan pada strategi MPC biasa dengan sampling time yang lebih panjang. Penambahan ini menghasilkan sebuah pengendali MPC yang dapat melakukan optimasi terhadap keseluruhan perjalanan dan mendapatkan hasil yang lebih efisien dengan dengan mengorbankan waktu komputas. Setelah melakukan simulasi, MH-MPC dapat menggunakan baterai untuk 44.13% perjalanan sedangakan MPC biasa hanya dapat mengguanakan 33.53%

---

With the development of technology, the need of electricity has been even more evident. Every aspect that governs the world revolves around this energy. However, one of the biggest sources of energy is also one of the biggest contributors to the emission of green house gasses. With that in mind, there has been a major push in the effort of minimizing the usage of these sources, one of them being diesel. This fuel is very important especially in the realms of transportation. With that being the case, the need of hybrid vehicles is becoming more relevant in which, the usage of the diesel engine will be reduced as will the emission of green house gasses. In this realm, the usage of Model predictive controllers has been heavily researched as a Energy Management System. One of the outcomes of this research is an additional shrinking horizon to add on the conventional MPCs. This addition creates a Model Predictive Controller that can essentially optimize the condition for the entire trip in exchange for computational effort. After the simulations, the MHMPC is able to use the battery for 44.13% of the trip while the conventional MPC is only able to achieve 33.53%."

"ABSTRAKKendaraan roda empat dapat mengalami perilaku understeer atau oversteer ketika berbelok. Perilaku tersebut menunjukkan ketidakstabilan pada kendaraan yang dapat terjadi ketika kendaraan di laju dengan kecepatan tinggi diatas permukaan jalan dengan koefisien gesek yang rendah. Ketidakstabilan ini dapat menjadi potensi bahaya ketika berkendara.Desain pengendali prediktif bertingkat dengan model gerak kendaraan double track, diajukan dalam skripsi ini untuk mengatasi perilaku understeer dan oversteer. Perancangan pengendali dimulai dari mendapatkan data masukkan dan keluaran pergerakkan kendaraan. Kemudian dengan metode least square bertingkat, didapatkan matrik matrik model identifikasi bertingkat. Model identifikasi tingkat pertama digunakan untuk mendapatkan nilai eror estimasi keluaran, sedangkan model identifikasi tingkat kedua digunakan sebagai model pengendali prediktif bertingkat.Pada akhir penelitian, desain pengendali prediktif bertingkat diuji melalui simulasi untuk melihat kemampuan pengendali yang telah dirancang.

---

ABSTRACTOversteer and understeer could be experienced by each of four wheel vehicle. The behaviours show the instability of the vehicle, and might be happened because of high velocity of the vehicle and low friction coefficient of the road. The instability could be one of the potential risks in driving the vehicle.The design of multistage predictive control with double track vehicle model is proposed in this research to handle understeer and oversteer behaviours. The design started from collecting the related input and output. Then the multistage least square method is used to find the matrix used in multistage identification model. The first stage of identification model is used to get prediction error that happened while estimating the output. The second level of identification model is used as multistage predictive control model.In the end of research, the multistage predictive control is tested through simulation to check the performance of the controller."

"DTM - UI telah mengembangkan MPV (Multi - Purpose Vehicle ) dengan kendaraan dua sumber energi yang dikenal sebagai kendaraan hibrida yang dikonversi dari mesin pembakaran internal ke motor penggerak listrik dan generator gas. Setiap kendaraan bertenaga listrik membutuhkan sumber daya listrik yang disimpan dalam baterai , itu sebabnya baterai adalah salah satu bagian terpenting dalam kendaraan bertenaga listrik . Oleh karena itu , jika baterai yang dikonsumsi sudah sampai batas, generator akan memproduksi energi ekstra dan diberikan pada baterai . Generator adalah fokus utama dari studi ini , output penelitian adalah untuk menemukan konsumsi baterai dan efisiensi dalam referensi kecepatan trayek angkutan umum micro bus. Referensi data didapat dengan two metode, menggunakan Garmin GPS dan aplikasi Orux Maps yang akan dibandingkan. Peneliti mendapat output dengan simulasi melalui metode numerik . Simulasi menyimpulkan bahwa jumlah lap dari Kendaraan Serial Hibrida ini dengan generator tidak dinyalakan hanya 1,1 lap atau 15.04 km. Setelah waktu aktivsi generator diputuskan, kendaraan dapat melakukan perjalanan sebanyak 3,2 lap atau 43.02 km. Generator di set pada 80 % SOC untuk mempertahankan efisiensi tinggi sebelum mencapai batas limit di 60 %.

---

DTM – UI has developed a MPV (Multi-Purpose Vehicle) with two sources energy vehicle known as hybrid vehicle that converted from internal combustion engine into electric motor propulsion and gas generator. Every electrical powered vehicle need electrical power source that stored in battery, that is why battery is one of the most important part in electric powered vehicle. Therefore, if the battery are consumed to its limit, the generator or range extender will generate to input extra energy to the battery. Range extender is the main focus of this study, the study output is to discover the battery consumption and its efficiency in a speed reference of public micro bus track. The data reference was obtained from Garmin GPS and Orux Maps application which will be compared. The researcher achieve the output by simulate through numerical methods. The simulation concludes that the longest distance cover of serial hybrid vehicle with no range extender is only 1.1 lap or 15.04 km. After the range extender time are decided, the vehicle are able to travel 3.2 lap or 43.02 km. The range extender is set at 80% of SOC to maintain the high efficiency before reach to its limit at 60%."

"Model Predictive Control is an important technique used in the process control industries. It has developed considerably in the last few years, because it is the most general way of posing the process control problem in the time domain. The Model Predictive Control formulation integrates optimal control, stochastic control, control of processes with dead time, multivariable control and future references. The finite control horizon makes it possible to handle constraints and non linear processes in general which are frequently found in industry. Focusing on implementation issues for Model Predictive Controllers in industry, it fills the gap between the empirical way practitioners use control algorithms and the sometimes abstractly formulated techniques developed by researchers. The text is firmly based on material from lectures given to senior undergraduate and graduate students and articles written by the authors"

"The automotive industry is waking up to the fact that hybrid electric vehicles could provide an answer to the ever-increasing need for lower-polluting and more fuel-efficient forms of personal transport. This is the first book to give comprehensive coverage of all aspects of the hybrid vehicle design, from its power plant and energy storage systems, to supporting chassis subsystems necessary for realising hybrid modes of operation. Key topics covered include hybrid propulsion system architectures, propulsion system sizing, electric traction system sizing and design, loss mechanisms, system simulation and vehicle certification."

"Masalah yang menjadi perhatian penting akhir-akhir ini adalah krisis energi yang diakibatkan oleh melonjaknya harga minyak bumi internasional. Solusi utama untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan mengurangi penggunaan sumber energi yang berasal dari minyak bumi (bahan bakar fosil). Terutama penggunaan bahanbakar minyak pada industri dan sarana transportasi. Pengurangan ini berdampak pada diperlukannya suatu teknologi yang mampu mengakomodir kebutuhan akan sumber energi yang terbaharukan. Salah satu inovasi dibidang transportasi adalah dengan menciptakan kendaraan hybrid. Kendaraan hybrid dapat didefinisikan sebagai kendaraan yang menggunakan dua jenis tenaga penggerak yang berbeda, yaitu motor bakar dan motor bensin. Teknologi hybrid ini dikembangan dengan tujuan menghemat penggunaan bahan bakar melalui peningkatan jarak tempuh (mileage) tanpa menambah konsumsi bahan bakar.Masalah yang kemudian muncul adalah bagaimana mengontrol suatu kendaraan dengan dua jenis tenaga penggerak yang berbeda. Suatu sistem kontrol dibutuhkan agar sistem ini bekerja dengan baik. Mikrokontroler digunakan untuk mengolah data digital yang merupakan parameter input. Parameter-parameter kendaraan yang digunakan sebagai input bagi mikrokontroler adalah putaran engine (RPM), kecepatan kendaraan, dan posisi sudut/kemiringan kendaraan. Parameter-parameter ini dapat dideteksi menggunakan encoder sebagai sensor. Encoder menghitung putaran engine yang dikonversikan menjadi RPM dan kecepatan kendaraan. Encoder juga dapat digunakan untuk menentukan posisi sudut kemiringan kendaraan dengan menggunakan suatu mekanisme yang dipasangkan ke encoder. Parameter-parameter input tersebut kemudian akan diolah oleh mikrokontroler untuk menghasilkan output dalam bentuk mode operasi kendaraan hybrid.Sistem kontrol yang diolah oleh mikrokontroler harus dapat divisualisasikan secara jelas. Terutama mengenai output mode yang sedang beroperasi. Untuk itu diperlukan suatu mekanisme test bed (modul uji coba) yang dapat digunakan untuk mensimulasikan hasil output kontroler hybrid tersebut. Modul test bed terdiri dari rangka sederhana dari struktur kendaraan hybrid hasil riset DTM-FTUI yang dilengkapi dengan tenaga dan sistem penggerak yang sama digunakan pada kendaraan hybrid DTM-FTUI. Dengan modul test bed ini keseluruhan parameter input dan output dari sistem kontrol ini dapat dismulasikan dengan baik.

---

One of the problem that came along these day is about the energy crisis. The rising of international oil price become serious problem and also big concern for many countries. The main solution for this problem is to minimize oil consumption as the main energy resources (fossil fuel), specially for the industrial application and transportation. This condition make a big effect to the automotive techonolgy. Nowadays a vehicle has been designed to use a hybrid engine. A hybrid vehicle can be described as a vehicle that use two different engines as main propultion, an electric motor and gasoline engine. This concept introduced to increase the mileage without adding fuel consumption.

The problem is how to control these two types of engine into one good configuration vehicle operation. A good control system is needed so this vehicle can run properly. A microcontroller is used to process the digital data that came from the input parameters. The vehicle parameters that are used as the input for the microcontroller are engine rotation (RPM), vehicle speed (km/h), and the vehicle angular position. These parameters can be detected using encoder as the sensors. The encoder counts the engine revolution and converted into RPM and vehicle speed. It also can be used to determine the vehicle angular position with some mechanism attached to the encoder. These parameters are also used by the microcontroler to determine which operation mode will be used for the hybrid vehicle related to the road condition.

Control system that processed by the microcontroller must be able to visualize clearly. Specially for the output parameters. So a test bed prototype is needed to simulate the hybrid control system output. This test bed module consist of basic frame structure nearly same with the condition of the hybrid vehicle that has been researched in Mechanical Engineering Departement - University of Indonesia. This test bed are also equipped with the real gasoline engine and electric motor. With this module, we can simulate and analyze the output condition from the controller."