Analisa Kestabilan Sistem dalam Penelitian ini di lakukan dengan dua Metode Yaitu: o Analisa Stabilitas Routh Hurwith 1. Suatu metode menentukan kestabilan sistem dengan melihat pole-pole loop tertutup terletak disebelah kiri bidang -s 2. banyaknya akar tak stabil = banyaknya perubahan tanda pada kolom pertama tabel Routh.
Tahapan Penelitian Tahap Modeling dan Analisa Numerik Tahap Pengujian dan Analisa Hasil Tahap Pelaporan dan Pembukuan
Tahapan Penelitian Diagram Alir Garis Besar Penelitian Start Problem Statement A Performa sistem kontrol Study Literature Rudder system Propulsion system Data Collecting Ship Modeling Simulation Ujicoba Model A No Performasi sistem kontrol sesuai kriteria? Modify No Model menunjukkan kestabilan? Yes Yes Steering Control Instrumention design (cross coupled) Result And Analysis End A Gambar 3.1. Alur Penelitian Gambar 3.2. Alur Penelitian (lanjutan)
Perancangan Sistem Propoulsi Start System Identification Optimation Propulsion Design Modeling Simulation Hasil simulasi sesuai kriteria? No Block Diagram Sistem Mesin Diesel Yes Result and Analysis End Gambar 3.3. Diagram Alir Perancangan Sistem propulsi
Perancangan Sistem Steering dan Rudder Kapal Start System Identification Optimation Rudder Design Modeling Simulation ψ δr (S) = 0.04186 S:0.0035 6,379S³:7.8141s 2 :s Hasil simulasi sesuai kriteria? Result and Analysis Yes No Block diagram Steering kapal model Nomoto orde2, menggunakan pendekatan Van Amerongen dengan PID kontroller End
Diagram Alir Pengujian Permodelan dengan simulink Start Ship Dynamic Modeling Rudder Modeling Propeller Modeling Disturbance Modeling Matrik Tf pada M- file Matrik Tf pad M- file Matrik tf pad M-file Runing m-file Matlab Membuat Blok Diagram pada simulink Matlab Input δ So Vo ɷ ώ PID/Cascade PID Cascade Dengan AutoTuning: Kp =1 Ki = 0 Kd=0 Dengan Autotuning: Kp = 1 Ki = 0 Kd = 0 Mengubah Nilai Kp, Ki dan Kd No Respon sesuai kriteria ώ Qm Ψ Error tracking < 5 % A Yes
Uji Turning Circle (a) Turning circle test kecepatan propeller tidak konstan (b) Turning circle test kecepatan propeller konstan sudut rudder divariasi
Analisa & Pembahasan Analisa Stabilitas Sistem Analisa Kestabilan Sistem Steering dan Mesin Diesel dengan Metode Root Locus (a) (b) (c) a. Sistem untuk orde-1 terlihat semua poles berada pada bidang imajiner, ini berarti sistem berada dalam keadaan stabil, namun hanya bisa beroperasi pada frekwensi rendah. b. Sebagian poles terletak pada sumbu real, dan sebagian berada di bidang imajiner, sebagian sistem dalam kondisi stabil sementara yang lain unstabil, Aplikasi PID kontroller pada Sistem membuat sistem yang tidak stabil dapat distabilkan. c. Sistem untuk orde-1 untuk mesin diesel semua poles berada pada bidang imajiner, sistem berada dalam kondisi stabil, Namun karena beroperasi pada frekwensi tinggi dan ketika adanya disturbance atau noise kestabilan sistem menjadi terganggu, PID, Cascade dan Sinyal Dither dan Feedforward Controller membuat sistem kembali stabil
Analisa & Pembahasan Analisa Dinamika Kapal secara Loop Terbuka Heading (degree) Heading (degree) (a) Waktu(s) Simulasi Open Loop tanpa adanya sistem kendali, Sinyal input berupa sudut heading sebesar 20 0 dan 30 0 berdasarkan standard IMO. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui hasil respon dinamika kapal. berdasarkan gambar a dan b dapat kita ketahui pada sudut heading 20 0 respon sistem mencapai titik setpoint dalam waktu 35 detik, kemudian perubahan sudut bertambah cepat seiring bertambahnya waktu, demikian juga uji turning dengan sudut heading 30 0 respon mencapai titik setpoint dalam waktu 25 detik, dan seiring bertambahnya waktu perubahan sudut heading semakin cepat mencapai sudut 180 0 dan sistem tidak dapat mempertahankan posisi pada set point yang diinginkan. (b)
Analisa & Pembahasan Analisa Manuver Kapal secara Loop Tertutup Uji Turning dengan Tanpa Gangguan Simulasi sistem close loop tanpa gangguan yang telah dirancang terdiri atas PID kontroller, Rudder, permodelan dinamika kapal dan roll damper. Kendali PID digunakan untuk mengendalikan sudut dan kecepatan rudder berbelok sebagai aktuator. Keluaran sistem berupa stabilitas kapal, parameter stabilitas kapal yang diamati berupa maksimum overshoot, settling time, dan steady state error. (a) Berdasarkan gambar a dan b masing-masing pada sudut 20 0 overshoot yang terjadi sekitar 4.5 0, rise time 35 detik, settling time 60 detik, peak time 40 s, dan error sistem 0 persen. Begitu juga dengan gambar b pada sudut heading 30 0 overshoot yang terjadi sekitar 3,5 0, rise time dicapai dalam waktu 30 detik, settling time 60 detik dan error 0 (b)