PERBANDINGAN TUNING PARAMETER KONTROLER PD MENGGUNAKAN METODE TRIAL AND ERROR DENGAN ANALISA GAIN PADA MOTOR SERVO AC

Transkripsi

1 , Inovtek, Volume 6, Nomor, April 26, hlm. - 5 PERBANDINGAN TUNING PARAMETER ONTROLER PD MENGGUNAAN METODE TRIAL AND ERROR DENGAN ANALISA GAIN PADA MOTOR SERVO AC Abdul Hadi PoliteknikNegeriBengkali Jl. BathinAlam, Sungai Alam, Bengkali, Riau. abdulhadi@polbeng.ac.id Abtrak ontroler PD membutuhkan parameter yang euai ehingga menghailkan repon item yang diinginkan. Pencarian parameter kontroler PD menggunakan metode trial and error membutuhkan waktu yang lama, ehingga lebih baik menggunakan metode analia gain becauemen deain parameter euaipeifikaideain yang diinginkan. Hail penelitian diperoleh bahwa menggunakan metode analia gain nilai RMSE lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan metode trial and error. Namun, ettling time menggunakan metode trial and error lebih cepat waktunya dibandingkan dengan metode analia gain. ata kunci : ontroler PD, Parameter ontroler, Trial and error,,rmse, Settling time Abtract PD controller requireuitable parameter o a produce the deiredytemrepone. The parameter of PD controller uing trial and error method take along time, o it i better to uegain analyi method becaue it i uitablewith deign pecification. The reult howed ue analyi gain, RMSE maller than trial and errormethod. However, the ettling time ue trial and error fater than gain analyi method. eyword : PD Controller, Parameter Controller, Trial and Error Method, Gain Analyi Methode, RMSE, Settling Time PENDAHULUAN Meluanya penggunaan control Proporional Derivative (PD) pada indutri menyebabkan tuning parameter kontroler PD membutuhkan metode yang lebih efiien. Tuning parameter merupakan hal yang angat penting karena mempengaruhi repon plant yang diinginkan. Selain itu, penggunaan metode tuning parameter yang euai memudahkan pencarian parameter kontroler. Metode trial and error yaitu metode tuning parameter dengan menggunakan uji coba pemberian gain dan melihat repon plant. Metode analia gain yaitu pencarian tuning parameter kontroler dengan menganalia euai dengan repon plant yang diinginkan. Permaalahan yang dihadapi menggunakan metode trial and error membutuhkan waktu yang lama dalam memberikan tuning parameter karena melewati proe diuji coba untuk mendapatkan repon yang euai deain yang diinginkan. Dengan menggunakan metode analia gain maka dapat memperoleh parameter tuning yang euai dengan deain yang diinginkan bahkan membutuhkan waktu yang relatif ingkat karena langung mendapatkan parameter kontrolernya. Penggunaan kontroler PD pada plant motor ervo AC telah dilakukan oleh (Hafiz, 26), (Sun, dkk, 25), (Vijay dan Phaba, 22) dan (Tunjung dan Iwan, 2) dimana metode tuning parameter menggunakan trial and error. Selanjutnya penerapan metode trial and error untuk kontroler tracking mein CNC 2 aki (mein bubut) menggunakan kontroler P-PI cacade (Safitri, 22). Pada penelitian ini diperhitungkan bear root mean quare error (RMSE) hail tracking. Semakin kecil RMSE berarti keluaran plant emakin akurat. Penelitian ini yaitu membandingkan metode tuning parameter kontroler PD antara metode trial and error dengan metode analia gain. Hail dari tuning parameter diuji

2 2, Inovtek, Volume 5, Nomor 2, Oktober 25, hlm. 2-5 dalam bentuk imulai menggunakan Simulink MATLAB dengan plant motor ervo AC eperti penelitian (Vijay dan Phaba, 22). Tujuan dari penelitian ini untuk diterapkan dikontrol tracking. Untuk mendapat hail yang akurat maka diperhitungkan bear RMSE hail pengujian. Penelitian ini menganalia ettling time yang lebih cepat antara kedua metode tuning terebut. TINJAUAN PUSTAA Deain Tuning ontrol PD dengan Penerapan kontroler PD pada plant motor ervo AC dapat dilihat pada diagram blok Gambar. Setelah dianalia, penerapan kontroler PD untuk mengendalikan plant dengan fungi tranfer orde dua yang memiliki atu pole di titik nol (origin) diperoleh pada Peramaan (). Dengan pemilihan tuning parameter τd = τ dimana τ merupakan time contant yang menggambarkan waktu mencapai 63,5% dari et point yang diberikan. Plant dengan orde dua dengan atu pole di origin dikendalikan dengan kontroler PD dengan pemilihan tuning parameter kontroler derivative yaitu d terebut akan menghailkan item dengan orde atu eperti pada Peramaan (2). Dengan hail analia eperti ini berarti plant akan lebih mudah dikendalikan. d p C( R( p ( =time contant) * p Sehingga diperoleh Peramaan (3) untuk mencari parameter p. * p p * Untuk plant yang digunakan yaitu motor ervo AC denganfungi tranfer G( dari penelitian Bhabakk (Vijay dan Phaba, 22) yang ditunjukkan pada Peramaan (4). + - R( p ( d ) C(,4 G( (2,7743 ) Gambar. Diagram Blok Penerapan ontroler PD Diagram blok di ata menunjukkan penerapan kontroler PD padafungi tranfer plant motor ervo AC. Dengan menggunakan analia diagram blok, diperoleh eperti pada Peramaan () yang menggambarkan hubungan fungi tranfer diagram blok Gambar. p( d ) C( ( ) R( p( d ) ( ) Fungi tranfer pada Peramaan (4) ini memiliki akar peramaan karakteritik dengan alah atu akarnya (pole) berada pada titik origin. Oleh karena itu, plant motor ervo AC ini angat euai dikontrol dengan menggunakan kontroler PD. Dari fungi tranfer Peramaan (4) akan diperoleh parameter kontroler Proporional dan Derivatif. Untuk kontanta derivative diperoleh dari τd = τ = 2,7763, dimana dipilih dari pole peramaan karakteritiknya. Sedangkan parameter p diperoleh dari Peramaan (3) dimana =,4 dari Peramaan (4). Untuk mencari * dari Peramaan (3) haru ditentukan karakteritik deain repon yang diinginkan. araketeritik terebut berupa ettling time erta perentae error teady tate (E dari ettling time terebut. Penelitian ini dideain Eebear 2%, dari ettling time dan ettling time yaitu,5 detik, ehingga diperoleh ketentuan t ( 2%) 4 *.

3 Rancang dan Bangun incir.. 3 Dari deain dan ketentuan yang berlaku, akan diperoleh * yaitu eperti pada Peramaan (5). t,5 *, Dari Peramaan (5) dapat diperoleh parameter proporional yaitup = 2. Dengan menggunakan p = 2 dan τd = 2,7763 kita akan menguji kontroler PD yang diterapkan pada plant motor Servo AC. Dari repon keluaran item akan dianalia berdaarkan nilai RMSE dan ettling time. Perhitungan RMSE dapat dihitung dengan menggunakan Peramaan (6). RMSE N E i 2 RMSE dihitung dengan menggunakan repon frekueni berdaarkan dari refereni inuoidal. ealahan dianalia dengan melihat rata-rata error terhadap refereni yang diberikan. HASIL PENELITIAN AnaliaRepondan RMSE Tuning parameter kontroler merupakan metode untuk mendapatkan parameter kontroler yang euai dengan repon yang diinginkan. Dengan menggunakan metode tertentu diharapkan repon euai dengan yang diinginkan dan mendapatkan hail tuning melalui proe yang cepat. Untuk mengetahui perbandingan ettling time antara metode trial and error dan analia gain, ytem diberi maukan tep. Maukan tep iniebear meter dengan waktu imulai elama 5 detik.hail tep reponini yang menggambarkan ettling time yang lebih cepat. Jika mendapatkan repon item yang memiliki ettling time lebih cepat maka kontroler terebut lebih baik. Selanjutnya RMSE dihitung karena kontroler ini diterapkan untuk control tracking. Jika nilai RMSE lebih kecil maka kontroler terebut emakin baik. Untuk mendapatkan nilai RMSE, item diuji dengan maukan inuoidal. Maukan inuoidal yang diberikan memiliki frekueni.8hz (,5 rad/ dan amplitude ebear meter. Repon keluaran plant aat diberi maukan tep atau diebut juga dengan nama tep repone dapat dilihat pada Gambar 2. pada Gambar 2 ini memperlihatkan perbandingan repon tep antara metode trial and error dengan metode analia gain Trial and Error Gambar 2. Perbandingan Repon Step Metode Tuning Trial and error Dengan Dari Gambar 2 di ata terlihat ettling time untuk metode trial and error lebih cepat dibandingkan dengan metode analia gain. Dari bentuk repon tep Gambar 2 tidak terdapat overhoot. Ini membuktikan kedua metode tidak menghailkan kealahan melebihi maukan yang diberikan. Dengan bentuk repon eperti Gambar 2 itu menggambar repon orde atu, ehingga ini juga membuktikan hail dari Peramaan (2) yaitu plantorde dua dengan atu pole di origin dikendalikan dengan kontroler PD dengan pemilihan tuning parameter kontroler derivativeyaitud terebutakan menghailkan item dengan orde atu. Repon keluaran control tracking motor ervoac dengan kontroler PD dapat dilhat pada Gambar (3) dan (4) berikut ini. Gambar (3) menggambarkan grafik perbandingan repon keluaran motor ervo AC terhadap refereni yang dikontrol PD untuk parameter

4 4, Inovtek, Volume 5, Nomor 2, Oktober 25, hlm. 4-5 kontroler di-tuning menggunakan metode trial and error Gambar 3. Repon Plant dengan metode TuningTrial and error dengan refereni Dari repon keluaran plant motor ervo AC dan refereni yang terdapat pada gambar 3 memiliki RMSE ebear 6,44. Rata-rata kealahan ini merupakan eliih antara refereni yang diberikan dengan repon plant. Repon keluaran plant dengan metode tuning analia gain dapat dilihat pada gambar 4 di bawah ini. Dari perbandingan repon keluaran dengan refereni pada Gambar 4 ini dapat dihitung RMSE yaitu ebear, Refereni Trial and Error Refereni Gambar 4. Repon Plant dengan metode Tuning analia Gain dengan refereni Dari hail RMSE dua metode di ata, dapat diperhatikan nilai RMSE untuk metode trial and error lebih bear dibandingkan menggunakan metode analia gain. Ini membuktikan bahwa, tuning parameter kontroler PD untuk control tracking menggunakan metode analia gain lebih baik dibandingkan dengan menggunakan metode trial and error. Selain itu, pencarian parameter kontroler menggunakan metode analia gain lebih mudah karena hanya berdaarkan karakteritik deain yang diinginkan. Metode trial and error membutuhkan waktu yang lama dalam mencari parameter kontroler PD karena hanya dengan diuji coba dan dilihat repon keluaran. Jika repon keluaran belum euai dengan yang diinginkan maka akan dilakukan tuning parameter ulang. Hal ini dilakukan berkali-kali agar mendapatkan repon yang diinginkan dan tentu aja dengan menginginkan nilai error yang lebih kecil. ESIMPULAN Dari penelitian yang dilakukan dan berdaarkan pembuktian ecara imulai menggunakan Simulink MATLAB, maka dapat diberikan keimpulan untuk melakukan tuning parameter kontroler PD pada control tracking metode analia gain lebih baik dibandingkan metode trial and error. Hal ini dibuktikan dengan nilai RMSE metode analia gain lebih kecil dibandingkan nilai RMSE metode trial and error. Namun, untuk ettling time metode trial and error lebih baik. ecepatan mencapai etpoint dalam kondii prakti untuk control tracking tidak terlalu mempengaruhi hail. Hal ini dikarenakan tujuan utama yaitu keluaran plant haru mengikuti refereni yang diberikan bukan kecepatan mencapai titik awal tracking. DAFTAR PUSTAA Hafiz, M., dan Agutinah, T, (26) Perancangan ontroler Fuzzy PD untuk ontrol Tolerani ealahan Seno, ejournal ITS. Sun, D, dkk (25) A Model-Free Cro- Coupled Control for Poition Syncrhronization of Multi-Axi Motion Theory and Experiment. IFAC.

5 Vijay danphaba (22) Poition tracking performance of AC ervomotor baed on new modified repetitive control trategy. IJRRAS 6, Vol Iue. Safitri, E, B, dkk (22) Implementai ontroler P-PI akade untuk Meningkatkan eakuratan Mein Bubut CNC. JURNAL TENI ITS Vol.F75-F8. Tunjung, I., dan Iwan (2) Pengontrolan Suhu Menggunakan Metode FUZZY PID pada Model Sitem Hipertermia. ejournalundip. Hal Rancang dan Bangun incir.. 5