Optimasi Pengaturan Kecepatan Motor DC Menggunakan FLC (Fuzzy Logic Controller)

dokumen-dokumen yang mirip
DESAIN PENGATURAN PUTARAN MESIN DC MENGGUNAKAN PID (PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE) DENGAN METODE ZIEGLER-NICHOLS

KONTROL KECEPATAN MOTOR DC MENGGUNAKAN PID KONTROLER YANG DITUNNING DENGAN FIREFLY ALGORITHM

Dasar Konversi Energi Listrik Motor Arus Searah

TUGAS PERTANYAAN SOAL

BAB II MOTOR ARUS SEARAH. tersebut berupa putaran rotor. Proses pengkonversian energi listrik menjadi energi

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

Universitas Medan Area

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DASAR TEORI. searah. Energi mekanik dipergunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar

BAB II MOTOR ARUS SEARAH. searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Pada prinsip

Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik.

BAB II. 1. Motor arus searah penguatan terpisah, bila arus penguat medan rotor. dan medan stator diperoleh dari luar motor.

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Umum. Motor arus searah (motor DC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah

Makalah Mata Kuliah Penggunaan Mesin Listrik

PENGARUH POSISI SIKAT DAN PENAMBAHAN KUTUB BANTU TERHADAP EFISIENSI DAN TORSI MOTOR DC SHUNT

PRINSIP KERJA MOTOR. Motor Listrik

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

BAB II MOTOR ARUS SEARAH. searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Pada prinsip

SISTEM KENDALI POSISI MOTOR DC Oleh: Ahmad Riyad Firdaus Politeknik Batam

KONSTRUKSI GENERATOR DC

METODE PERLAMBATAN (RETARDATION TEST) DALAM MENENTUKAN RUGI-RUGI DAN EFISIENSI MOTOR ARUS SEARAH

STUDI PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC SHUNT DENGAN METODE WARD LEONARD (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

MODUL III SCD U-Telkom. Generator DC & AC

ANALISIS PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP KINERJA MOTOR ARUS SEARAH KOMPON

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB II DASAR TEORI. mesin listrik yang mengubah energi listrik pada arus searah (DC) menjadi energi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB VIII MOTOR DC 8.1 PENDAHULUAN 8.2 PENYAJIAN

M O T O R D C. Motor arus searah (motor dc) telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan motor dc telah membawa perubahan besar sejak dikenalkan

PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT DENGAN METODE DINAMIS

KEGIATAN 1 : PENGEREMAN MOTOR ARUS SEARAH DENGAN MENGGUNAKAN TAHANAN GESER UNTUK APLIKASI LABORATORIUM

PENGARUH PENGATURAN TAHANAN SHUNT DAN SERI TERHADAP PUTARAN DAN EFISIENSI MOTOR ARUS SEARAH KOMPON

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Mesin arus searah Prinsip kerja

MOTOR LISTRIK 1 & 3 FASA

Mesin Arus Searah. Karakteristik Generator Arus Searah

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

PENGARUH PEGATURAN KECEPATAN MENGGUNAKAN METODE PENGATURAN FLUKSI TERHADAP EFISIENSI PADA MOTOR ARUS SEARAH KOMPON

DA S S AR AR T T E E ORI ORI

3/4/2010. Kelompok 2

MODUL 3 TEKNIK TENAGA LISTRIK PRODUKSI ENERGI LISTRIK (1)

Modul Kuliah Dasar-Dasar Kelistrikan Teknik Industri 1

Analisis Pengaturan Kecepatan Motor DC Menggunakan Kontrol PID (Proportional Integral Derivative)

Klasifikasi Motor Listrik

SISTEM PENGATURAN MOTOR DC MENGGUNAKAN PROPOTIONAL IINTEGRAL DEREVATIVE (PID) KONTROLER

Gerak Gaya Listrik (GGL) Electromotive Force (EMF)

STUDI PERBANDINGAN PENGGUNAAN RHEOSTAT DAN AUTO-TRANSFORMATOR UNTUK PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC SERI

Pengontrolan Sistem Eksiter Untuk Kestabilan Tegangan Di Sistem Single Machine Infinite Bus (SMIB) Menggunakan Metode PID

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Model Matematik Sistem Elektromekanik

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Mekatronika Modul 7 Aktuator

Pendahuluan Motor DC mengkonversikan energi listrik menjadi energi mekanik. Sebaliknya pada generator DC energi mekanik dikonversikan menjadi energi l

STUDI PENGARUH PEMBEBANAN PADA MOTOR DC PENGUATAN SHUNT TERHADAP ARUS STATOR ABSTRAK

Hubungan Antara Tegangan dan RPM Pada Motor Listrik

Kata Kunci: motor DC, rugi-rugi. 1. Pendahuluan. 2. Rugi-Rugi Pada Motor Arus Searah Penguatan Seri Dan Shunt ABSTRAK

JENIS-JENIS GENERATOR ARUS SEARAH

BAB II MOTOR INDUKSI 3 Ø

ANALISIS PERBANDINGAN EFEK PEMBEBANAN TERHADAP GGL BALIK DAN EFISIENSI PADA MOTOR DC PENGUATAN KOMPON PANJANG DAN MOTOR INDUKSI

ABSTRAK. Kata Kunci: generator dc, arus medan dan tegangan terminal. 1. Pendahuluan

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Bambang Siswanto Pasca Sarjana Teknik Pengaturan

MODUL 10 DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK. Motor induksi

BAB 4 SIMULASI DAN ANALISA

STUDI TENTANG PENGARUH PEMBEBANAN STATIS DAN PERUBAHAN TEGANGAN INPUT MOTOR DC PENGUATAN SHUNT TERHADAP ARUS JANGKAR

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

DC TRACTION. MK. Transportasi Elektrik. Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang 1

MAGNET. Benda yang dapat menarik besi disebut MAGNET. Macam-macam bentuk magnet, antara lain : magnet batang, magnet ladam, magnet jarum

SIMULASI PENGENDALI P. I. D. FUZZY PADA SISTEM PENGATURAN KECEPATAN MOTOR ARUS SEARAH

GENERATOR DC HASBULLAH, MT, Mobile :

Protech Vol. 6 No. 1 April Tahun

BAB III METODA PENELITIAN

Generator arus bolak-balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu: a. Generator arus bolak-balik 1 fasa b. Generator arus bolak-balik 3 fasa

Pengaturan Kecepatan pada Motor DC Shunt Menggunakan Successive Sliding Mode Control

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

Created By Achmad Gunawan Adhitya Iskandar P Adi Wijayanto Arief Kurniawan

MAKALAH ELECTRICAL ENGINE

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

GENERATOR ARUS SEARAH

I. Maksud dan tujuan praktikum pengereman motor induksi

MOTOR DC. Karakteristik Motor DC

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Gambar 2.1 Penampang kumparan rotor dari atas.[4] permukaan rotor, seperti pada gambar 2.2, saat berada di daerah kutub dan

5.5. ARAH GGL INDUKSI; HUKUM LENZ

SKRIPSI. Analisa sistem..., Denna Maulana Achmad, FT UI, 2012

Simulasi Control System Design dengan Scilab dan Scicos

BAB 6 INDUKSI ELEKTROMAGNET

BAB II MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

PENGEREMAN MOTOR ARUS SEARAH (DC) BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega8535

MESIN LISTRIK ARUS SEARAH (DC)

BAB II HARMONISA PADA GENERATOR. Generator sinkron disebut juga alternator dan merupakan mesin sinkron yang

MOTOR INDUKSI 1. PENGGUNAAN MOTOR LISTRIK 2. JENIS JENIS MOTOR LISTRIK

Transformator (trafo)

BAB 4 SIMULASI DAN ANALISA

Dasar Teori Generator Sinkron Tiga Fasa

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya ITS Kampus ITS Sukolilo,Surabaya

TUGAS ELECTRICAL MACHINE SEMESTER 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. relevan dengan perangkat yang akan dirancang bangun yaitu trainer Variable Speed

BAB II MOTOR INDUKSI 3 FASA

Transkripsi:

ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 Optimasi Pengaturan Kecepatan Motor DC Menggunakan FLC (Fuzzy Logic Controller) Oleh : Alamsyah Ahmad, alamsyahachmad6392@gmail.com Teknik Elektro, Universitas Cokroaminoto Palopo ABSTRAK Konstruksi motor Direct Current DC sangat mirip dengan generator DC. Diperlukan pengaturan kecepatan motor dengan beberapa metode kontroler, agar diperoleh metode terbaik untuk model motor DC. Pemodelan system pengaturan motor Motor DC harus disesuaikan dengan karakteristik motor DC dan model pengaturannya. Metode kontrol Fuzzy Logic Controller (FLC) banyak diterapkan di bidang industri. Ketiga parameter tersebut diturunkan dari perhitungan matematis pada metode konvensional. Metode osilasi Ziegler-Nichols merupakan sebuah metode penalaan Fuzzy dapat dilakukan secara otomatis. Paper ini digunakan untuk membandingkan perancangan kecepatan motor DC tanpa controller, dengan manual controller, dan dengan menggunakan Fuzzy Logic Controller (FLC). Sistem kontrol kecapatan motor DC yang baik adalah kontrol FLC. Kata kunci : FLC, DC Motor, Speed Control 1. PENDAHULUAN Motor DC telah banyak digunakan dalam industri meskipun biaya pemeliharaannya lebih tinggi dari motor induksi. Fuzzy Logic Controller (FLC) kontroler telah banyak digunakan untuk kecepatan dan posisi kontrol motor DC. Pencapaian digunakan untuk merancang sistem kontrol menggunakan kontroler PID Konvensional Ziegler-Nichols dengan mempertimbangkan non linearitas yang efektif dari sistem. Dengan membandingkan metode FLC dan tanpa tuning system yang akan didapat dilihat hasil pencapaian pengoptimalan masing-masing metode. 2. KAJIAN PUSTAKA Motor DC atau motor arus searah adalah mesin yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanis, konstruksi motor DC sangat mirip dengan generator DC. Mesin yang bekerja baik sebagai generator baik pula bekerja sebagai motor. Suatu perbedaan didalam konstruksinya sebaiknya diperhatikan antara motor dan generator. Karena motor seringkali dioperasikan dilokasi yang mungkin mudah mendapatkan kerusakan mekanis debu, lembab atau korosif, maka motor biasanya lebih tertutup rapat dibandingkan generator. Pada motor arus searah pengaturan putarannya mudah dan dapat diatur dalam daerah yang sangat lebar. Generator arus searah bekerja berdasarkan perinsip hukum faraday, sedangkan arah gaya yang menimbulkan kopel pada arus searah berdasarkan kaidah tangan kiri. Untuk mesin arus searah berlaku suatu persamaan umum : E = Vt Ia. Ra atau Vt = E + Ia. Ra...(2-1) 1

JURNAL INTAKE---- Vol. 6, Nomor 2, Oktober 2015 Dimana : E = Tegangan jangkar / ggl lawan (Volt) Vt = Tagangan sumber/ tegangan jala-jala (volt) Ia = Arus jangkar (Ampere) Ra = Tahanan jangkar (Ohm) 2.1. Pengertian Motor Arus Searah Motor arus searah ialah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi listrik arus searah (listrikdc) menjadi energi gerak atau energi mekanik, dimana energi mekanik tersebut berupa putaran dari rotor. Dalam kehidupan kita sehari-hari motor DC dapat kita lihat pada motor starter mobil, pada tape recorder, pada mainan anak-anak dan sebagainya. Sedangkan pada pabrik-pabrik motor motor DC kita jumpai pada elevator, konveyer dan sebagainya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini : + > Ia n Sumber arus searah E Kumparan medan - If Gambar 2.2 Motor Arus Searah Pada motor arus searah kopel (torque) yang dibangkitkan : T = k..ia, k = konstan 2.2. Prinsip Kerja Motor Arus Searah Dalam pengoperasian suatu motor listrik akan terjadi perubahan dari energi listrik menjadi energi mekanik. Perinsip kerjanya berdasarkan atas perinsip hukum lentz bahwa apabila suatu penghantar yang dialiri arus listrik diletakkan dalam suatu medan magnet, maka akan timbul gaya mekanik. Bila arus listrik yang mengalir dalam kawat arahnya menjauhi kita (maju), maka medan-medan yang terbentuk disekitar kawat arahnya searah dengan arah putaran jarum jam. Sebaliknya bila mana arus listrik dalam kawat arahnya berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Atau dengan kata lain jika sebuah kawat dialiri arus listrik diletakkan diantara dua buah kutub magnet, maka pada kawat itu akan bekerja suatu gaya yang menggerakkan kawat tersebut. Arah gerak kawat itu dapat ditentukan dengan kaidah tangan kiri yang berbunyi apabila tangan kiri terbuka diletakkan diantara kutub utara (U) dan selatan (S), sehingga garis-garis gaya yang keluar dari kutub utara menembus telapak tangan kiri dan arus di dalam kawat mengalir kearah keempat jari-jari, maka kawat itu akan mendapat gaya yang arahnya sesuai dengan arah ibu jari. 2

GAYA ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 ARUS I S U GARIS. GAYA S U (a) Gambar 2.3. Kaidah Tangan Kiri (b) Maka dapat disimpulkan bahwa konduktor yang mengalirkan arus dalam medan magnet cenderung bergerak tegak lurus terhadap garis-garis gaya. Besarnya gaya tersebut adalah: F = B I L (Newton)...(2-2) Dimana : B = kerapatan fluks magnet (Wb/Ampere2) I = kuat arus listrik ( Ampere) L = Panjang konduktor (Meter) Sedangkan pada gambar 2.3b di atas, medan yang diakibatkan konduktor adalah dari kanan ke kiri. Pada bagian atas konduktor, garis-garis magnet dari konduktor dan garis magnet dari medan utama (U-S) arahnya berlawanan. Hasilnya ialah memperkuat medan dan menambah kerapatan fluksi di bawah konduktor dan melemahkan medan atau mengurangi kerapatan fluksi di atas konduktor. 2.3. Karakteristik Putaran Motor mempunyai karakteristik putaran yang kaku, artinya bila ada perubahan beban yang besar hanya terjadi penurunan putaran yang kecil. Dari persamaan kecepatan: V Ia. Ra n (2-3) c. Dapat dilihat bahwa perubahan harga Ia akan memberikan pengaruh yang kecil terhadap n. Hal ini disebabkan oleh nilai Ra biasanya kecil dan untuk motor shunt pada V konstan maka konstan Pada motor seri Ia = Im sehingga = f (Ia) = f (Im) oleh karena itu: V Ia. Ra V Ra n. (2-4) k. Ia k. Ia k Motor kompon mempunyai sifat antara motor seri dan shunt, menurut arah belitan penguat magnet, motor kompon ada 2, yaitu: 1. Komulatif jika medan shunt dan seri saling memperkuat I = Ish + Ise, maka = sh + se (2-5) 3

JURNAL INTAKE---- Vol. 6, Nomor 2, Oktober 2015 2. Differensial jika medan seri memperlemah medan shunt I = Ise = Ish + Ia, maka a = se - sh... (2-6) 3. MODEL MOTOR DC Sebuah motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dengan menggunakan berinteraksi medan magnet. Motor listrik yang digunakan untuk berbagai operasi perumahan, komersial, dan industri. Gulungan motor DC shunt terdiri dari medan shunt dihubungkan secara paralel dengan armature. Medan shunt memiliki ketahanan yang lebih tinggi dan arus yang lebih rendah dibandingkan dengan medan shunt seri. Akibatnya, motor ini memiliki kecepatan dan kontrol posisi yang sangat baik. Oleh karena itu DC shunt motor biasanya digunakan aplikasi yang membutuhkan tenaga kuda lima kali atau lebih. Persamaan menggambarkan perilaku dinamis dari motor DC berdasarkan diagram skematik pada Gambar (3.1) diberikan oleh persamaan berikut; V a = R a. i a(t) + La. di a(t) dt + e b(t)..(3.1) Gambar 3.1. Skematik diagram motor DC... (3.2).. (3.3) =. +... (3.4) Kemudian =. +... (3.5) Transfer fungsi akan diberikan: Θ (s) / v (s) = Kb / [J La S3 + (Ra J + B La) S2 + (KB2 + Ra B) S]... (3.6) Dimana: V a = Angker tegangan (V) R a = resistansi angker (Ω) L a = induktansi angker (H) I a = arus dinamo (A) E b = back emf (V) w = kecepatan sudut (rad / s) T m = torsi motor (Nm) = posisi sudut dari poros rotor (rad) 4

ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 J m = rotor inersia (kg) B m = koefisien gesekan viskos (Nms / rad) K T = konstanta torsi (Nm / A) K b = konstanta back emf (Vs / rad) Dengan memasukkan parameter Motor DC didapat R a = 2,45 Ω, L a = 0,035 H, K b = 1,2 Vs/rad, J m = 0,022 kgm 2, B m = 0,5.10-2 Nms/rad Sehingga Transfer function motor DC yang digunakan adalah: = (3.7) 3.1. Tuning PID Kontroller Menggunakan Beberapa Metode A. Ziegler-Nichols Metode Tuning: 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN Simulasi model motor DC PID Ziegler-Nichols Kontroller dapat dilihat pada gambar 4.8. dibawah ini: Gambar 4.8. Model Motor DC dengan PID Ziegler-Nichols kontroller Hasil perhitungan Ku dan Tu pengaturan kecepatan motor DC dengan PID auto tunning matlab didapatkan nilai konstanta Kp = 49.41, Ki = 0.01875 dan Kd = 0.075 Hasil running program matlab 2013a dapat dilihat pada Gambar 4.9. dibawah ini: 5

JURNAL INTAKE---- Vol. 6, Nomor 2, Oktober 2015 Gambar 4.9. Hasil Running Program simulink motor DC Ziegler-Nichols. Haril hasil grafik di atas dapat diartikan bahwa terjadi overshoots maks sebesar 303 rpm pada saat t = 0,09 detik, overshoots 238rpm pada saat t = 0,28 dan 200,7 rpm pada t = 0,95 dengan settlingtime 1,75 detik. Kecepatan motor akan mencapai putaran konstan pada waktu 1,75 detik. 5. KESIMPULAN 6. DAFTAR PUSTAKA J. Bates and M.E. Elbuluk and D.S. Zinger, "Neural Network Control of a Chopper Fed DC Motor, 24th Annual IEEE 20-24 June 1993, pp. 893-899. J. M. Zurada, Artificial Neural Networks, copy right 1992 by west publishing company in the United States of America, pp. 185-208. K Ogata, Modern Control Systems, University of Minnesota, Prentice Hall, 1987. M. Azizur Rahman, Fellow, IEEE, and M. Ashraful Hoque; On-Line Self-Tuning ANN-Based Speed Control of a PM DC Motor, IEEE/ASME Transactions ON Mechatronics, VOL. 2, NO. 3, September 1997 M. I. Mahmoud, B. A. Zalam, M. A. Bardiny, E. A. Gomah, A Simplification Technique for an Adaptive Neural Network Based Speed Controller for 6

ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 Implementation on PLC for DC drive, AIML 06 International Conference, 13-15 June 2006, Sharm El Sheikh, Egypt. O. Dwyer,.PI And PID Controller Tuning Rules For Time Delay Process: A Summary. Part 1: PI Controller Tuning Rules.., Proceedings Of Irish Signals And Systems Conference, June 1999. 7