ANALISA PERBANDINGAN PID DAN PD PADA PENGENDALIAN MOTOR INDUKSI FASA TIGA BERBASIS TUNING SIMULASI MATLAB Siswandi
ANALISA PERBANDINGAN PID DAN PD PADA PENGENDALIAN MOTOR INDUKSI FASA TIGA BERBASIS TUNING SIMULASI MATLAB
Siswandi
Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya
Jln. Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 e-mail: c.siswandi@yahoo.co.id
ABSTRAK
Motor induksi fasa tiga banyak digunakan diindustri karena memiliki konstruksi yang sederhana, murah dan biaya operasi rendah. Keunggulan motor induksi fasa tiga diantaranya handal, tidak ada kontak antara stator dan rotor kecuali bearing, tenaganya besar, daya listrik rendah dan hampir tidak ada perawatan.
Sistem kendali adalah suatu alat (kumpulan alat) untuk mengendalikan, memerintah, dan mengatur keadaan suatu sistem. Sistem kendali mengevaluasi kondisi sistem kemudian mengambil tindakan guna mencapai kehendak. Sistem kendali PID (Proportional-Integral-Derivative) merupakan sistem kendali untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpanbalik pada sistem tersebut. Dalam implementasinya masing-masing dapat bekerja sendiri maupun gabungan yang dapat memperbaiki respon transien, menghilangkan error steady state dan memberikan efek redaman. Untuk sistem kendali PD (Proportional-Derivative ) dapat mengurangi overshoot dan waktu turun, tetapi kesalahan keadaan tunak tidak mengalami perubahan yang berarti.
Sistem kendali PD dan PID pada motor induksi fasa tiga dengan kendali tersebut akan mendapatkan bandingan, bila dilakukan dengan bermacam-macam beban terhadap torsi dan kecepatan. Adapun metode yang akan dilakukan adalah trial dan error yang disimulasikan dengan bahasa pemrograman MATLAB simulink
dan melakukan Tuning pada MATLAB.
Kata Kunci: Kendali PID,PD,Motor induksi fasa tiga dan overshoot
ABSTRACT
Three phase induction motors are widely used in the industry because it has a simple construction, low-cost and low operating costs. The advantages of three phase induction motors including reliable, no contact between the stator and rotor except for bearing, great power, low electric power and virtually no maintenance.
Control system is a tool for controlling (combined tool), for controlling, administer and regulate system. Control system evaluates the condition of the system then take action to achieve the will. Control system PID ( Proportional-Integral-Derevative) a control system to determine the precision of an instrumentation system with the characteristics of the feedback on the system. In the implementation of each their own work or combined. Derivative or slope of the control response have a dampening effect, control the response returned to the set point so quickly that it would "over shoot" set point. For PD control system (Proportional-Derivative) can reduce the overshoot and the time off, but the steady-state error not change significantly.
PD and PID control systems on three-phase induction motors the control to get comparison with a variety of load torque and speed. The method to be performed is trial and error is simulated with simulink MATLAB programming language also been tuned.
Keyword:Controller PID,PD,Induction Motor,three phase and overshoot
1. PENDAHULUAN
1.5.Metode Pembahasan
1. Mempelajari literatur yang bekenaan dengan materi
1.1 Latar Belakang
perancangan dan penelitian ini. 2.Menentukan model matematik simulasi rangkaian
Sistem kendali mengevaluasi kondisi sistem , motor induksi fasa tiga dan membuat persamaannya. untuk selanjutnya mengambil tindakan guna mencapai
3.Menerapkan hasil perancangan kedalam bentuk kehendak. Sistem
simulasi Matlab Simulink setelah menentukan memperbaiki tanggapan sistem dinamik agar didapat
kendali dibutuhkan
untuk
persamaan fungsi alih .
sinyal keluaran seperti yang diinginkan. 4.Merancang rangkaian simulink untuk di terapkan ke Sistem kendali PID terdiri dari tiga macam cara
PID dan PD pada model persamaan motor induksi fasa pengendalian yaitu, P (proportional), I (Integral) dan D
tiga dengan melakukan trial and error. (derivative) dengan masing-masing mempunyai
2. TINJAUAN PUSTAKA
kelebihan dan
kekurangan.
Untuk
2.1.Kendali Proporsional dan Derevative (PD)
mengimplementasikannya sistem kendali PID tersebut
proporsional ditambah turunan dapat bekerja sendiri-sendiri ataupun gabungan dan
Kendali
didefenisikan dengan persamaan berikut : merupakan sistem lingkup yang tertutup. Jenis apa
de ( t )
yang harus digunakan diputuskan berdasarkan sifat U(t)=K p e(t)+K p T d plant dan kondisi kerja, misalnya motor listrik ( motor
dt .......................................(2.1)
induksi).
dan fungsi alihnya adalah
Motor induksi banyak dipakai untuk berbagai
K p (1+T d s)................................................(2.2)
keperluanan dengan berbagai ukuran dan daya yang
berbeda. Konstruksi motor induksi sangat sederhana
dan kuat serta memiliki karakteristik kerja yang baik. denganK p adalah penguatan proporsional dan T d Medan putar dibangkitkan oleh tiga buah kumparan
konstanta yang disebut waktu turunan. K p dan T d yang dialiri dengan tegangan bolak balik. Didalam
keduanya dapat ditentukan. Aksi kendali turunan medan putar terdapat penghantar-penghantar
kadang-kadang disebut laju kendali dengan besaran yang merupakan rangakain tertutup.
keluaran kendali proporsional ke laju perubahan sinyal pembangkit kesalahan. Waktu turunan T d adalah waktu
1.2. Tujuan
interval dengan laju aksi memberikan pengaruh pada Adapun tujuan yang hendak dicapai dalam
kendali proporsional. Gambar 2-1-a menunjukkan penelitian ini adalah :
diagram blok kendali proporsional yang ditambah 1.menerapkan pemodelan motor induksi fasa tiga untuk
turunan. Jika sinyal pembangkit kesalahan e(t) unit dikendalikan oleh PID dan PD melalui simulasi
fungsi landai seperti ditunjukkan pada gambar 2-1-b, pemodelan.
maka keluaran kendali menjadi seperti pada gambar 2-1- 2.Mengetahui perbedaan sistem kendali mana yang
c. Seperti dapat dilihat pada gambar 2-4-c, aksi kendali cocok untuk motor induksi fasa tiga.
turunan mempunyai karakter antisipasi. Namun
kendali turunan tidak dapat menggunakan sistem Kendali PID dan PD untuk motor
3. Didapatkan hasil respon yang lebih baik dengan
demikian,
aksi
mengantisipasi aksi lain yang belum pernah dilakukan. induksi fasa tiga.
Satu pihak aksi kendali mempunyai keuntungan 4.Menganalisa dan membandingkan hasil dari PID dan
mengantisipasi, tetapi dipihak lain juga mempunyai PD pada motor induksi fasa tiga.
kelemahan yaitu adanya gangguan sinyal penguatan yang
1.3.Manfaat
dapat bercampur pada pembangkit (aktuator). Kendali 1.Dapat memberikan nilai positif bagi peneliti dan
turunan tidak pernah digunakan sendiri karena kendali pembaca ini yang berkenaan dengan pengetahuan dan
ini hanya efektif selama periode transient. pemahaman didalam perancangan simulasi motor
induksi fasa tiga dengan bantuan Matlab Simulink. U
2. Dapat memberikan acuan kepada perancang dan
peneliti yang lain untuk dapat melakukan penelitian
lebih lanjut.
1.4.Permasalahan
Untuk menemukan masalah dalam judul Gambar 2-1-a. diagram blok kendali proporsional penelitian ini dengan meninjau latar belakang.
ditambah turunan.
Permasalahan yang diangkat dalam keterkaitan pengendalian motor induksi fasa tiga terhadap sistem kendali PID dan PD dengan bermacam-macam beban dan membuat model sistem, sehingga dapat menganalisa perbandingan hasil dari kedua sistem kendali tersebut yang simulasikan dengan MATLAB.
Feedback control system adalah sistem kontrol yang cenderung menjaga hubungan yang telah ditentukan antara keluaran dan masukan dengan membandingkannya dan menggunakan selisihnya sebagai alat pengendalian.
Gambar 2-1.(b) dan (c) diagram yang menggambarkan
e Kend
unit masukan fungsi landai dan keluarannya
2.2 Kendali Proporsional ditambah Integral ditambah Derevative (PID).
Kombinasi dari kendali proporsional, kendali integral,
proporsional ditambah integral ditambah derevative. Kombinsai ini mempunyai keuntungan dibanding masing-masing kendali. Dikombinasikannya ketiga jenis kendali tersebut menjadi satu sistem kendali
Gambar 2-2. Feedback control system tunggal. Diagram blok kendali proporsional ditambah
Plant adalah sistem yang harus dikontrol. Kendali integral ditambah derivative ditunjukkan pada gambar
memberikan rencana yang mantap dan didesain untuk 2-2.a.
mengendalikan tingkah laku yang menyeluruh
dari sistem. Fungsi transfer dari Kendali PID akan
Kp 1 TiS TiTdS 2
tampak sebagai berikut :
Gambar 2-2-a diagram blok kendali proporsional di+ .............……………..……….....…...………………(2.5) integral + derevative.
dengan :
Persamaan dari tiga kombinasi ini diberikan oleh
Kp t
de ( t )
K P = Proportional gain
u(t)=K p e(t)+
e ( t ) dt+K
Ti 0 dt ..............(2.3)
K I = Integral gain
atau fungsi alihnya:
K D = Derivative gain
U ( s ) =K p
Cara kerja Kendali PID pada sistem loop tertutup 1
TdS
menggunakan skema pada Gambar 2-2 diatas. Signal
E ( s ) TiS
error (e) dikirim ke kontrol PID, Kontrol PID akan dengan K P penguatan proporsional, T i waktu integral,
menghitung keseluruhan turunan dan integral dari signal dan T d waktu turunan.
error (e) ini. Signal (u) yang telah melewati kendali, Pada gambar 2-2.(b) dan (c) menunjukkan unit
sekarang sama dengan Proportional gain ( K )
masukan fungsi landai dan keluaran kendali.
dikalikan ukuran kesalahannya ditambah Integral gain
( K I ) dikalikan ukuran kesalahan integralnya ditambah Derivative gain ( K D ) dikalikan ukuran kesalahan
derivasinya.
de
u K P e K I edt K D ........................(2.6)
Gambar 2-2-b dan
2-2-c
diagram
yang
menggambarkan unit masukan fungsii landai dan
dt
keluaran kendali PID. Signal (u) akan dikirim ke plant, dan akan mendapatkan Setiap sistem kendali harus stabil, ini
keluaran baru (Y). Keluaran baru (Y) ini akan dikirim merupakan persyaratan utama. disamping kestabilan
kembali kesensor untuk mencari kesalahan signal baru mutlak. Sistem kendali harus mempunyai kestabilan
(e). Controller membawa kesalahan signal baru (e) relatif yang layak, jadi kecepatan respon harus cukup
tersebut dan menghitung turunan-turunannya dan cepat dan menunjukkan peredaman yang layak. Suatu
integral-integralnya sekali lagi. Proses tersebut akan sistem kendali juga harus mampu memperkecil
berjalan terus-menerus seperti semula. kesalahan (Zuhal,13;2004).
Tabel 2-2-1. Tipe dan Fungsi Transfer Controller
3. Lewatan maksimum (peak overshoot), M p
4. Waktu penetapan (settling time), t s
Tipe controller
Fungsi transfer
5. Waktu tunda, t d (time delay)
6. Kesalahan keadaan tunak (error steady state)
G c Adapun grafik spesifikasinya dapat dilihat pada gambar K
Proportional (P)
2-3 dibawah ini.
Proportional–
Integral (PI)
Proportional –
G c 1 K s
Derivatives (PD)
(PID) Gambar 2-3 tipikal unit step respon pada sistem kendali. Waktu naik, t r didefenisikan sebagai waktu yang
Dalam sistem tunggal ketiga kendali (P, I, D) diperlukan respon untuk naik dari 0% sampai 100% dari tidak
harga akhir. Untuk sistem redaman lebih digunakan Proporsional (K P ) yang akan memberikan efek
perlu diterapkan
bersamaan.
Kendali
waktu naik sebesar 10% sampai 90%. mengurangi waktu naik dan meningkatkan overshoot,
Waktu naik, t r
Kendali Integral (K I ) yang akan memberikan efek menghapus kesalahan keadaan tunak, dan Kendali
t r
= tan 1 ˉ d
Derevative (K D ) yang akan memberikan efek
meningkatkan stabilitas sistem. Lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 2-2, yang menunjukkan efek dari
setiap kendali (K P ,K I ,K D ) dalam sistem loop tertutup.
Dimana; =ζω n
Tabel 2-2-2. Efek controller dalam sistem lup tertutup
Waktu puncak, t p didefenisikan sebagai waktu Waktu
Waktu
Respon
Naik Oversh yang dibutuhkan respon untuk mencapai puncak lewatan. Turun Loop
2 Tunak
Tertutup
K Menur Mening Perubah P un Menurun kat an kecil
Menur Mening Mening Lewatan maksimum, M p didefenisikan sebagai
harga puncak respon kurva yang diukur dari satu. Jika Perub
K I Hilang
un kat
kat
harga respon keadaan tunak respon berbeda dari satu, K
ahan Menuru Menuru D Perubahan maka digunakan persen lewatan maksimum yang n
kecil
kecil
didefenisikan oleh: Persen lewatan maksimum,
Hubungan korelasi tersebut tidak sepenuhnya akurat,
karena Kp, Ki, dan Kd saling bebas. Menganalisis
Dimana, persen lewatan maksimum, memasukkan seperti, fungsi langkah satuan, fungsi
M P = 100 e %
landai (ramp) satuan dan fungsi impuls satuan dan Besarnya persen lewatan maksimum menunjukkan dengan syarat awal adalah nol. Respon transien pada
kestabilan relative dari system.
sistem praktis sering menampakkan osilasi teredam Waktu penetapan, t s didefenisikan sebagai sebelum mencapai keadaan tunak (steady state).
waktu yang diperlukan kurva respon untuk mencapai dan Dalam menentukan respon transien karakteristiksistem
menetap dalam daerah sekitar harga akhir sekitar 2% kendali terhadap masukan tangga satuan, biasanya
atau 5% dalam gambar ±2%.
parameter yang menentukan adalah seperti dibawah ini.
1. Waktu naik (rise time), t r
2. Waktu puncak (peak time), t p
3 menghasilkan arus (I), adanya arus (I) di dalam medan
magnet menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel Untuk kriteria toleransi 5% ,
(torque) mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan Waktu tunda,t d didefenisikan sebagai waktu
berputar searah dengan medan putaran stator. yang diperlukan oleh tanggapan untuk mencapai
Syarat terbentuknya tegangan induksi pada setengah nilai akhir untuk waktu yang pertama.
motor induksi tiga fasa haruslah ada perbedaan Dengan
demikian
waktu
kecepatan relative (disebut sebagai “slip”) antara
kecepatan medan putar stator (n s ) dan kecepatan putar tunda,
rotor (n r ). Karena n s ≠ n r , maka motor induksi disebut
sebagai motor tak serempak (asinkron). Bila n r = n s tegangan tidak terinduksi dan arus tidak mengalir pada
kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak Kesalahan keadaan tunak ,e ss dapat diberikan dengan :
dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabila
n r lebih kecil dari n s .
E ss =
Misalkan :
n s = kecepatan medan putar (= kecepatan sinkron)
2.3 Motor Listrik Arus Bolak-Balik.
n r = kecepatan rotor
Pada asasnya terdapat dua jenis motor arus ggl berbanding lurus dengan ( n s –n r ) listrik bolak-balik, yaitu
motor sinkron atau motor serempak dan motor induksi
n s –n r =n s (1-
atau motor tak serempak. Motor sinkron tidak begitu
banyak dipakai dan pada umumnya dipergunakan pada aplikasi-aplikasi khusus, seperti kondensor sinkron,
)...................................(2.8) untuk memperbaiki faktor daya jaringan listrik. Motor
dimana slip = s = ( 1 -
sinkron yang dipakai pada umumnya berukuran besar. Berbeda dengan motor induksi yang luar biasa
dengan demikian besar gaya gerak listrik (ggl) yang banyaknya dipakai untuk berbagai keperluan dan
diinduksikan berbanding lurus dengan slip (s). Bila mana dengan berbagai ukuran dan daya. Karenanya
gaya gerak listrik yang dibangkitkan dalam rotor tersebut pembahasan tesis ini hanya pada motor induksi, yaitu
E r , maka perbedaan kecepatan antara n r dan n s disebut slip atau secara rumus :
motor induksi fasa tiga.
(E r ) s=s : (E r ) s=1 = s : 1 = s.
atau(E r ) s =s(E r ) s=1.................................................................... (2.9) Untuk keadaan s = 1 berarti motor tidak bergerak dan n r =0 , dan mesin akan mulai berputar.
Setelah mulai berputar, ggl mulai menurun. Arus induksi tergantung pada impedansi, akan menurun juga dan kecepatan akan mendekati kecepatan sinkron n s . Pada waktu kecepatan sinkron dicapai, gaya gerak listrik adalah nol, tidak ada arus, dan diperoleh situasi sinkron
dan rotor berputar sinkron dengan medan putar. Namun, Gambar 2-4. motor induksi fasa tiga
karena dalam keadaan tidak ada arus induksi, maka tidak Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh
akan ada pula gaya Lorenz ,dan tidak ada momen untuk pasokan sumber fasa tiga yang seimbang.
menggerakkan rotor. Dengan demikian situasi sinkron
tidak akan tercapai. Besarnya frekwensi dari induksi Apabila sumber tegangan bolak-balik tiga fasa
Prinsip kerja motor fasa tiga sebagai berikut :
dalam rotor akan tergantung dari kecepatannya berputar, dihubungkan pada kumparan stator, maka timbullah
dan berbanding lurus dengan slip (s). medan putaran dengan kecepatan :
f 2 =sf 1 ..................................................................(2.10)
n 120 f
f 1 = frekwensi arus stator
f 2 = frekwensi arus rotor
dimana : n s = Kecepatan Medan putar stator atau Stator sering disebut sebagai sisi primer dan kecepatan sinkron (rpm)
rotor sebagai sisi sekunder. Stator menghasilkan medan
f = Frekuensi (Hertz) putar yang dinamakan medan stator. Arus-arus induksi P = Jumlah kutub
yang mengalir didalam rotor mengakibatkan sebuah Medan putaran stator tersebut akan memotong
medan, yaitu medan rotor yang uga merupakan medan batang konduktor pada rotor, sehingga pada kumparan
putar.
rotor timbul induksi (ggl). Karena rotor merupakan
:f 2 = sf 1 rangkaian yang tertutup, maka ggl (E) akan
Frekwensi rotor adalah
Kecepatan putar rotor adalah
:ω 2 =s ω 1
Kecepatan putar rotor terhadap stator adalah kedua (X,V) dan ujung lilitan fasa kedua dengan awal kecepatan medan putar stator. Dengan demikian
lilitan fasa ketiga (Y,W), serta ujung lilitan fasa ketiga terlihat bahwa pada saat start dan rotor belum berputar
dengan awal lilitan fasa pertama (Z,U), atau awal lilitan ,frekwensi pada stator dan rotor sama. Dalam keadaan
fasa pertama dengan ujung lilitan fasa kedua (U,Y), awal rotor berputar ,frekwensi arus rotor dipengaruhi oleh
lilitan fasa kedua dengan ujung lilitan fasa ketiga (V,Z) slip ( f 2 = sf 1 ). Kerena tegangan induksi dan reaktansi
dan awal lilitan fasa ketiga dengan ujung lilitan fasa kumparan rotor merupakan fungsi frekwensi, maka
pertama (W,X). sepeti terlihat pada gambar 2-7. Namun harganya turut pula dipengaruhi oleh slip.[14]
secara umum cara penyambungan hubungan segitiga Motor listrik induksi dibagi menjadi 2 macam
pada motor induksi tiga fasa seperti pada gambar 2-7 berdasarkan rotornya, yaitu :
a. Motor listrik induksi rotor sangkar
b. Motor listrik induksi rotor belitan.
Gambar 2-7. Hubungan Delta Pada Motor Induksi Fasa Tiga Pada hubungan delta tegangan yang terdapat pada lilitan fasa stator sama dengan tegangan line antara fasa dengan fasa. Sedangkan arus yang mengalir pada lilitan fasa stator motor adalah sebesar arus line yang digunakan motor Lilitan fasa stator dibuat dengan
Gambar 2-5. Motor Induksi Rotor Sangkar Tupai & tegangan kerja (tegangan nominal) yang tertentu Rotor Belitan
besarnya, seperti yang telah diuraikan bahwa tegangan kerja motor tiga fasa untuk hubungan bintang berbeda
2.4 Hubungan Bintang dan segitiga Motor Induksi
dengan hubungan delta. Bila motor dihubungkan bintang
Tiga Fasa.
maka tegangan kerjanya menjadi tiga kali tegangan kerja Hubungan kumparan stator motor induksi fasa
lilitan fasa stator, sedangkan bila dihubungkan delta tiga dapat dibuat dalam
maka tegangan kerja sama dengan tegangan kerja lilitan dua hubungan yaitu : hubungan bintang (Y) dan
fasa stator.
hubungan delta ( Δ). Untuk memudahkan dan menghindari kesalahan maka setiap ujung – ujung
3. METODELOGI PEMBAHASAN
kumparan yang dihubungkan dengan terminal diberi
tanda atau kode.
3.1 Rangkaian ekivalen motor induksi fasa tiga.
Untuk menghubungkan bintang ketiga lilitan fasa stator
dapat dilakukan dengan jalan menghubungkan awal Kerja motor induksi seperti juga kerja masing – masing lilitan fasa stator (U, V,W) dan ujung
transformator adalah berdasarkan prinsip induksi (X,Y,Z) dihubungkan kejala – jala R,S,T atau
elektromagnet. Oleh karena itu motor induksi dapat sebaliknya yaitu dengan menghubungkan ujung masing
dianggap sebagai transformator dengan rangkaian – masing lilitan fasa (X,Y,Z) dan awal (U,V,W)
sekunder yang berputar. Dengan demikian rangkaian dihubungkan kejala – jala R,S,T seperti yang terlihat
motor induksi dapat dilukiskan seperti pada gambar 3-1 pada gambar 2-6.a. Namun secara umum cara
untuk selanjutnya dibuatkan pemodelan. penyambungan hubungan bintang pada motor induksi
tiga fasa seperti pada gambar .2-6.b.
Gambar 3-1 rangkaian ekivalen motor induksi
3.2 Pemodelan Motor Induksi fasa tiga.
Gambar 2-6. Hubungan Bintang, (a) kejala-jala, Model rangkaian ditinjauan untuk membuat (b) Dihubungkan Motor Induksi Tiga Fasa
ekivalen motor induksi. Hal ini bertujuan untuk mempermudah penganalisaan terhadap motor induksi.
Untuk menghubungkan segitiga dan delta lilitan Sebuah model ‘rekaan’ yang mendeskripsikan motor fasa stator dapat dilakukan dengan menghubungkan
induksi sebagai sistem yang terdiri dari vektor-vektor ujung lilitan fasa pertama dengan awal lilitan fasa
yang didefinisikan dengan dua koordinat orthogonal dan yang didefinisikan dengan dua koordinat orthogonal dan
rd L s . i rd ( t ) L m . i sd ( t )
pasangan variabel, yaitu bagian direct dan quadrature (d-q) . Model rangkaian equivalen digambarkan seperti
......................................................................... (3.7) pada gambar 3-2 dibawah ini.
rq L s . i rq ( t ) L m . i sq ( t )
.................................................................. .............. (3.8) Torsi elektromagnetiknya adalah :
V sd
n 1 m T p ( rd . i sq ( t ) rq . i sd ( t ))
2 d d em
................................................................................ (3.9) Didapat persamaan elektrodinamiknya adalah :
J eq m ( t ) T em ( t ) T b ( t ) T L ( t )
V rq
dt
T b ( t ) B m . m ( t ) .................................................(3.11)
Gambar 3-2 Model Rangkaian Ekivalen MotorInduksi
Model rangkaian ini dideskripsikan dari perilaku fisik motor putaran sinkron (d-q) reference frame
.........................................(3.12) untuk memperoleh model persamaan matematika.
dt
Model rangkaian ini akan menjelaskan apa yang diinginkan dan memiliki pemahaman yang baik tentang
3.4 Persamaan ruang keadaan dan diagram blok
karakteristik dan fenomena fisik yang terjadi pada
keadaan motor induksi fasa tiga.
motor induksi. Dari pemodelan matematika di atas, Pemodelan dimulai dengan mendefinisikan
persamaan-persamaan tersebut dapat disederhanakan variabel-variabel dan parameter-parameter yang
untuk memperoleh persamaan keadaan (state space) digunakan, untuk memudahkan dalam menguraikan
yang kemudian digambarkan dalam bentuk vektor dan memberikan nilai pada variable-variabel serta
matriks persamaan keadaan. Selanjutnya dari persamaan parameter-parameter dari model matematika sistem. keadaan akan didapatkan diagram blok keadaan yang akan membantu dalam menentukan diagram blok sistem
3.3 Pemodelan matematika motor induksi fasa tiga.
nantinya.
Pemodelan matematika motor induksi dapat diperoleh Pertama, persamaan yang harus diuraikan adalah melalui proses analisa dinamik dari motor induksi.
persamaan tegangan acuan masukan (3.1) dan (3.4) : Dengan demikian didapat persamaan tegangan acuan :
i sd ( t ) . n p . m ( t ). rq . . rd . i sd ( t ) . V sd ( t )
V sd ( t ) R s . i sd ( t ) n p m ( t ). sq s
d dt
sd
dt
i sq ( t ) . n p . m ( t ). rd . . rq . i sq ( t ) . V sq ( t )
V sq ( t ) R s . i sq ( t ) n p m ( t ). sd sq
d dt
dt
rd ( t ) n p . m ( t ). rq . rd . L m . i rd ( t )
V rd ( t ) 0 R r . i rd ( t ) n p m ( t ). rq rsd
d dt
dt
rq ( t ) n p . m ( t ). rd . rq . L m . i rq ( t )
V rq ( t ) 0 R r . i rq ( t ) n p m ( t ). rd rq
d dt
dt
Dari persamaan (37) dan (39) maka : d L m .( rd . i sq ( t ) rq . i sd ( t )) B m
T ( t V ) rd (t ) , V rq (t ) = 0 jika menggunakan jenis motor
J eq J eq squerrel caqe (sangkar tupai), sehingga persamaan
dt
L r . J eq
medan putarnya didapat; ……...................................………………..……(3.17)
sd L s . i sd ( t ) L m . i rd ( t ) R r
Dimana
sq L s . i sq ( t ) L m . i rq ( t )
Dari persamaan (3.12) sampai dengan persamaan (3.13) di atas dapat digambarkan dengan vektor matriks persamaan ruang keadaan (state space) berikut ini :
(t T (t L
….......... (3.18) Untuk memudahkan memperoleh diagram
keadaan dan diagram blok dari persamaan di atas, maka perlu penyederhanaan terhadap vektor matriks di atas dengan mengambil bagian yang dianggap perlu dideskripsikan :
Sehingga, dari vektor matriks di atas didapatkan diagram keadaan motor induksi :
Gambar 3-3. Diagram Keadaan Motor Induksi (Zulfatman,14;jounal 2008).
3.5 Fungsi Alih dan Digram Blok Motor Induksi fasa
tiga.
Sebagai sistem yang memiliki banyak masukan, dalam hal ini model (d-q) reference frame adalah
(t V (t sd ,
(t V (t sq
dan
(t T (t L . Maka untuk
mendapatkan fungsi alihnya lebih rumit jika dibandingkan dengan sistem masukan tunggal. Seperti
motor dc, kita hanya membandingkan antara (t m m
sebagai keluaran dengan
(t E (t a sebagai masukan
acuan.
Demikian juga halnya dengan motor induksi, untuk mendapatkan fungsi alih, maka akan dibandingkan
antara
(t m m sebagai keluaran dengan (t V (t sd dan
(t V (t sq sebagai masukan dua koordinat orthogonal dan polar, direct – quadrature (d-q). Untuk mendapatkan
fungsi alih, maka salah satu dari tegangan acuan masukan dan T L (t) harus sama dengan nol. Dari persamaan (3.10) di atas :
( ) ( ) ( ). ( ). t T t T t B J s L em m m eq
Dari persamaan (3.13) :
sd sd rd rq m p sd p L t i dt
i t n t V t ). ( ) ( . . . ). ( . . ) ( )
Jika , , dan disubstitusikan :
. s . r . L s . L 2 r . L ). sd ( ) dt sd ( ). . s s magnetic
L N.m.detik 2
Arus Stator
Maka, persamaan fungsi alih motor induksi adalah :
sinkron
n p . L m ( rd . i sq ( s ) rq . i sd ( s ))
0.83 m ( s )
Nilai-nilai dari parameter ini kemudian akan
s . s ). i sd ( s )
disubstitusikan ke dalam bentuk sebuah fungsi alih dari
n p . L m ( rd . i sq ( s ) rq . i sd ( s ))
persamaan (3.23) di atas sebagai fungsi alih motor
2 2 induksi yang akan dilengkapi dan disempurnakan
J eq L s S 2 i sa ( s ) (( R s L m 2 ) i sa ( s ) RL m rd J eq s n p L m 2 2 ( rd i sq ( s ) rq i sd ( s ))
spesifikasii keluarannya dengan kontroller.
s 0 . 136 s 2 . 223 Maka, dari fungsi alih seperti persamaan (3.23)
V sd ( s )
diperoleh diagram blok motor induksi :
3.7 Perancangan PID Kendali
Sistem secara lengkap yang terdiri dari plant dan sebuahkendali dapat digambarkan dengan diagram blok berikut :
Gambar 3-5. Sistem dengan Plant dan Kendali Kendali yang digunakan dalam sistem untuk
memperbaiki keluaran sistem, yaitu berupa kontroller PID. G(s) merupakan fungsi alih dari plant yang akan
Gambar 3-4. Diagram Blok Motor Induksi dikontrol, dalam hal ini adalah motor induksi. Namun
3.6 Data Motor Induksi Fasa tiga.
yang perlu menjadi catatan dalam pendesainan PID Jenis motor induksi yang akan digunakan pada
Kendali adalah bahwa tidak selamanya komponen P pendesainan ini adalah motor jenis squerrel caqe
(Proporsional), I (Integral), dan D (Differensial) (sangkar tupai). Agar dapat didesain maka harus
digunakan secara bersamaan. Ada kalanya hanya diketahui terlebih dahulu nilai dari parameter-
komponen P saja yang digunakan, PI, PD dan PID. parameter yang dimiliki oleh motor induksi tersebut.
Tergantung dari spesifikasi plant yang akan dikendali. Dengan spesifikasi fisis seperti Tabel 3.1 berikut :
Namun ketiganya saling berkaitan satu sama lain.
mempermudah kita memahami Tabel 3-1 Spesifikasi Fisis Motor Induksi Squerrel
Untuk
karakteristik dari masing-masing Kendali P, I dan D,
Caqe
dapat diuraikan pada Tabel 2 berikut ini :
V Tegangan 220
Volt.
sumber
Tabel 3- 2 Karakteristik Kendali P, I dan D
terukur P
Perubahan Kp f s
Jumlah pole
Kecil stator
50 Hz
Bertambah Ki J eq
Berkurang Kd inersia stator
0.3 Kg.m 2 Perubahan Kecil
Berkurang
Dari Tabel 3-2. di atas, sebuah Kendali Proporsional
R s Tahanan 0.024
Ohm
stator
(Kp)akan berpengaruh pada berkurangnya waktu naik (t r )
R r Tahanan 0.022
Ohm
dan error steady state (e ss ), bertambahnya lewatan
rotor
maksimum (M p ) serta perubahan kecil pada waktu
L s Induktansi
0.11 H
penetapan (t s ). Kendali Integral (Ki) akan berpengaruh
stator
L r Induktansi
1.76 H pada tereliminasinya error steady state (e ss ),
rotor
berkurangnya waktu naik (t r ), dan bertambahnya waktu berkurangnya waktu naik (t r ), dan bertambahnya waktu
x 100 % 34.24 % lewatan maksimum (M p ) dan waktu penetapan (t s ),
serta perubahan kecil pada waktu naik (t r ).
Pendesainan PID kendali pada dasarnya adalah untuk
6) Kesalahan keadaan tunak ,
memperbaiki performansi spesifikasi keluaran sistem berupa waktu naik (t r ), waktu penetapan (t s ), waktu
(e ss )=
puncak (t p ), lewatan maksimum (M p ) dan error steady state (e ss ) menjadi kondisi mendekati ideal. Dari pemodelan sistem didapatkan sebuah fungsi alih :
Dengan plant dari persamaan (3.25) di atas :
s 0 . 136 s 4 . 2 419
Spesifikasi sistem yang ingin dicapai adalah mengurangi Persamaan fungsi alih lup tertutupnya adalah :
s 0 . 136 s 3 . 321
overshoot , waktu turun dan mengurangi error steady
state. 1 . 098
G P ( s ) Untuk mewujudkan spesifikasi dari sistem di
atas, maka akan dilakukan penggunaan pasangan- …………………………..........……... (3.25)
s 2 0 . 136 s 4 . 419
pasangan kendali yang paling mungkin dan paling baik Persamaan karakteristik dari plant adalah :
keluarannya, untuk kemudian dipilih kira-kira kendali
2 s 2 0 . s 4 . 419 s 2 s
mana yang paling mungkin untuk digunakan.
.........................................................................(3.26) PID kendali dipilih sebagai alternatif kendali Frekuensi
alami tak
teredam
untuk menutupi kelemahan dari masing-masing PD
4 . 419 2.10 rad/det waktu naiknya (t r ) yang kecil, tetapi menghasilkan Rasio redaman :
kendali dan PI. PD kendali memiliki kelebihan pada
lewatan maksimum (M
P ) yang lebih besar, sehingga tidak memenuhi spesifikasi sistem. Sebaliknya, PI
0 . 0323 kendali menghasilkan sinyal keluaran dengan waktu naik (t r ) lebih besar, akan tetapi memiliki lewatan maksimum
Performansi dari sistem loop tertutup tersebut adalah : (M ) yang lebih baik dan memenuhi spesifikasi sistem.
1) Waktu tunda (t d ) Namun, jika spesifikasi sistem yang diinginkan sudah terpenuhi oleh salah satu pasangan kendali- waktu
0 . 487 d et.
naik (t r ) dan lewatan maksimum (M P ) kecil – baik PD
kendali, PI kendali atau PID kendali. Maka tidak
diperlukan lagi tambahan kendali.
2) Waktu naik (t r )
3.8 PD Kendali.
0.896 det
Fungsi alih sistem :
2 s 0 . 136 s 4 . 419
3) Waktu puncak (t
p ) Sementara fungsi alih lengkapnya :
1 . 098 K ( K P K D s )
2 1.496 det G P ( s ) 2 s 0 . 136 s 4 . 419
Untuk memenuhi nilai maksimum error steady state (e ss ) = 0.05, maka diperlukan K sebagai penguat. K harus di
4) Waktu penetapan (t s )
set pada 0.1. Dengan demikian fungsi alih lup tertutup (plant) dengan
4 . 423 det
PD kendali :
0 . 323 x 2 . 1 G ( s )
1 . 098 x 0 . 1 ( K P K D s )
x K ( 0 . 136 1 . 098 0 . 1 D ) ( 4 . 419 1 . 098 0 . 1 P )
G s 0 . 1098 ( K P ( K ) D s ) s 2 ( 0 . 01 0 . 1098 K D ) s ( 4 . 419 0 . 1098 K P )
5) Lewatan maksimum (M P )
Untuk melihat hasil perancangan simulasi tabel 3- sebagai: [2].
Tetapan kesalahan kecepatan statis K V didefenisikan
3 di atas lalu dibuatlah kedalam simulink MATLAB. K V = lim sG(s) =
= 0.8 K P Selanjutnya pada tabel 3-4 adalah hasil perancangan dengan PID pada berbagai macam K I , karena K P dan K D
sudah ditentukan sebelumnya.
Tabel 3-4 Hasil perhitungan keluaran sistem dengan Pembangkit kesalahan keadaan tunak dalam suku
berbagai harga K I . tetapan kesahan kecepatan statis diberikan oleh:
(det r t s (det t d (det)
t p (det) M
(%) P e ss
e ) ss = =
, K p harus disesuaikan dengan e ss 1 1 1.2 ∞
2 0.9 1.0 2.3 1.25 0.61 0.12 0.1 sebesar 0.05, maka K 0.67 P diset sebesar 25.
Dengan persamaan karakteristik sistem pada kendali
5 3 PD adalah : 1
4 0.4 0.5 0.8 2.39 0.49 1.33 18. 0.35 s 2 2
n s 2 n s ( 0 . 136 0 . 1098 K D ) s ( 4 . 419 0 . 1098 K )
n =4.419+0.1098K P ……..........……………(3.30)
n = 2.676 Sama seperti yang dilakukan pada tabel 3-3 untuk
Rasio redaman ( ) system adalah
melihat hasil perancangan simulasi tabel 3-4 di atas lalu
2 =(0.136+0.1098K D ) ……..........……… (3.31)
dibuatlah kedalam simulink MATLAB.
Berdasarkan hasil tabel diatas terdapat beberapa
= (0.025 + 0.02 K D ) perbedaan karakteristik sistem kendali yang dimiliki oleh Selanjutnya K D divariasikan sebagai fungsi kendali
kendali PID dan PD. Rasio redaman
derivative pada kendali PD. Dengan pendekatan system terjadi persamaan di atas, maka untuk mendapatkan
perubahan yaitu pada kendali PID terjadi redaman kritis hal ini system akan mengalami tidak adanya osilasi dan
spesifikasi sistem, yaitu redaman ( ) , waktu naik (t r ),
pada PD tanggapan tidak muncul. waktu penetapan (t s ), waktu puncak (t p ) , waktu tunda
(t d ), lewatan maksimum (M P ) dan erroe steady state Spesifikasi sistem antara sistem tanpa PID kontroller
dengan spesifikasi sistem yang memiliki PID kontroller. perhitungan tersebut dapat dilihat pada tabel 3-3 di
(ess) dilakukan perhitungan dengan 0 1 . Hasil
PID kontroller (dalam hal ini PD kontroller) mampu bawah ini.
memperbaiki waktu puncak ( t r ), lewatan maksimum ( M
p ) dan waktu penetapan ( t s ). Walaupun waktu berbagai harga K D . tunda ( t d ) mengalami kenaikan, namun tidak jauh
Tabel 3-3 Hasil perhitungan keluaran sistem dengan
N K D t r t s t d (d t p (d M P e ss
meleset dari spesifikasi sistem yang diinginkan. Karena
et) et)
perubahan spesifikasi sistem yang paling diinginkan
12 75 adalah berkurangnya waktu naik ( t r ), lewatan maks.
( M p ) yang kecil, dan lebih pendeknya waktu penetapan
31 25 67 ( t s ). Berkurangnya waktu naik ( t
r ) berarti semakin
3 0. 33 0. 1. 0.56 1.64 4.61 0. cepatnya waktu yang diperlukan oleh motor induksi
43 60 52 untuk mencapai garis kondisi stabil dari kondisi start
atau saat terjadi pertambahan beban atau gangguan dari
87 39 8 35 kondisi stabil.
Rendahnya presentase lewatan
maksimum ( M p ) menandakan bahwa motor induksi
70 48 5 19 tidak memerlukan daya (catu) terlalu besar untuk
mencapai kondisi stabil. Demikian juga halnya dengan
6 0. 6. 0. 7. 0.41 1.19 62.1 0. berkurangnya waktu penetapan ( t ) merupakan
7 0. 3. 0. 12 0.40 1.18 75.2 0. gambaran bahwa motor induksi memiliki waktu yang
9 06 lebih pendek untuk mencapai kondisi steady state.
8 0. 2. 0. 16 0.39 1.16 80.2 0. Oleh karena itu, dalam desain ini unsur I
2 05 (integral) dianggap tidak terlalu penting untuk
1 diikutsertakan sebagai bagian dari PID kontroller untuk 1 diikutsertakan sebagai bagian dari PID kontroller untuk
presentase lewatan maksimum ( M p ) untuk motor induksi dan mempercepat pencapaian titik kestabilan sistem atau waktu penetapan ( t s ).
4. ANALISA DAN PEMBAHASAN
Gambar simulink 4-1 dan hasilnya pada gambar
4-2 ini belum diberi kendali, baik PID maupun kendali Gambar 4-4 Hasil keluaran gambar 4-3 simulasi PD.
simulink fungsi alih motor induksi menggunakan kendali Hasil simulasi simulink tanpa kendali PID dan PD
PID dengan Kp=25, Ki=1.2 dan Kd=48.75 parameter motor induksi
Pada gambar dibawah ini yaitu gambar 4-5 PID adalah berasal dari MATLAB yang diambil dari simulink librarry.
Gambar 4-5 Simulasi simulink fungsi alih motor induksi
Gambar 4-1 Simulasi simulink fungsi alih motor menggunakan kendali PID dengan Kp=25, Ki=1.2 dan induksi tanpa kendali PID dan PD
Kd=48.75 Selanjutnya rangkaian gambar tersebut dapat dilihat
Step Res ponse
hasilnya seperti pada gambar 4-6 dibawah ini.
0.45 0.4 0.35 e 0.3 0.25 A m p lit u d 0.2 0.15 0.1 0.05
0 0 10 20 30 Time (s ec ) 40 50 60 70 80
Gambar 4-2 Hasil keluaran gambar 4-1 simulink fungsi alih motor induksi tanpa kendali PD dan PID
Gambar 4-6 Hasil keluaran gambar 4-5 simulasi simulink fungsi alih motor induksi menggunakan kendali
PID dengan Kp=25, Ki=1.2 dan Kd=48.75 Dari data hasil perhitungan, maka tabel 3-4 dapat
4.2. Keadaan saat diberi kendali PID.
Kemudian juga dilakukan tuning terhadap kendali PID dibuatkan dalan simulasi di simulink MATLAB. Pada
tersebut agar hasilnya makin baik dibandingkan dengan gambar 4-3 adalah hasil rancangan dengan harga Kp
gambar 4-6, seperti pada gambar 4-7 dapat dilihat didapat 25 dan harga Ki=1.2 dan Kd=48.75, dimana
dibawah ini.
hasil dirancang sendiri dengan satu kendali P, satu kendali I dan satu kendali D yang diparalel.
Gambar 4-3 Simulasi simulink fungsi alih motor induksi menggunakan kendali PID dengan Kp=25, Ki=1.2 dan Kd=48.75
Gambar 4-7 Hasil tuning pada Matlab dengan Kp=25, Gambar 4-9 Hasil keluaran gambar 4-8 simulasi Ki=1.2 dan Kd=48.75.
simulink fungsi alih motor induksi menggunakan kendali Pada gambar terlihat bahwa respon time didapat
PID dengan Kp=25, dan Kd=48.75. sebesar 0.0827 detik yang berarti interaktif tuning lebih
Pada gambar dibawah ini yaitu gambar 4-10 PD adalah cepat dari pada hasil pada gambar 4-6. Sedangkan pada
berasal dari MATLAB yang diambil dari simulink tabel 4-1 waktu naik (t r ) hasil tuning sebesar 0.0528
library dengan Kp25 dan Kd 48.75 detik, sehingga didapat overshoot didapat sebesar 11.5 persen. Sedangkan waktu puncak dari kedua hasil gambar tersebut tidak berjauhan ,yaitu dari 0.999 detik menjadi 1.11 detik yang mengakibatkan kedua hasil seperti berhimpit disumbu vertikal. Tabel 4-1 Hasil tuning pada Matlab dengan Kp=25,
Gambar 4-10 Simulasi simulink fungsi alih motor Ki=1.2 dan Kd=48.75.
induksi menggunakan kendali PID dengan Kp=25, dan Kd=48.75 Hasil simulasi simulink dari MATLAB library gambar 4-
10 adalah seperti dibawah ini.
4.3. Keadaan saat diberi kendali PD. Pada gambar 4-8 adalah hasil rancangan dengan harga Kp didapat 25 dan harga Kd= 48.75, dimana hasil
dirancang sendiri dengan satu kendali P, dan satu kendali D yang diparalel.
Gambar 4-11 Hasil keluaran gambar 4-10 simulasi simulink fungsi alih motor induksi menggunakan kendali PID dengan Kp=25, dan Kd=48.75. Dari matlab kemudian diperbaiki lagi dimana gambar 4-
11 setelah melalui tuning kendali PD didapat seperti pada gambar 4-12.
Gambar 4-8 Simulasi simulink fungsi alih motor induksi menggunakan kendali PID dengan Kp=25, dan Kd=48.75
Gambar 4-12 Hasil tuning Matlab pada Kp=25 dan
6.42 3 0.165 280. Kd=48.75.
8 9 4 1 Tabel 4-2. Hasil tuning dari matlab terhadap kendali
Pada tabel 4-4 hasil pengujian dengan MATLAB, gambar hasil data tersebut dengan menggunakan kendali PID dimana torsi beban dimulai dari nol dan dibuat acak agar didapat hasil perubahan kecepatan dan tegangan tidak mengalami penurunan. Dari data tabel 4-3 dan 4-4 , ternyata pada kendali PID bila torsi beban semakin membesar kecepatan akan mengalami penurunan, akan tetapi pada kendali PD dengan torsi beban yang sama, maka kecepatan tidak terlalu menurun.
Pada gambar 4-12 dan tabel 4-2 diatas terlihat bahwa dari perhitungan plant dan berdasarkan uji coba kendali
4.4. Analisa Pemilihan Kendali PID atau PD.
PD, dimana K P = 25 dan K D =48.75 telah diperbaiki
Setelah melakukan perhitungan dengan cara uji
trial and error pada kendali dan juga menyangkut respon waktu naik (t r ) dari 0.0714 berubah menjadi 0.0473 dan
menjadi K P =479.1782 dan K D = 232.0655. Begitu juga
transien. Percobaan yang telah dilakukan pada matlab waktu penetapan (t s ) dari 2.72 diperbaiki menjadi
simulink , penulis dapat menganalisa ada yang harus 0.965. Persen overshoot yang menunjukkan kestabilan
diperhatikan lebih jauh tentang pengaruh kendali PID relatif mengalami perubahan dibawah 25 persen, yakni
dan PD terhadap motor induksi fasa tiga. Motor induksi sebesar 20.4 persen.
ini dioperasikan dengan cara mendisain kedalan bentuk Tabel 4-3 Data hasil pengujian motor induksi dengan
persmaan tranfer function. Degan adanya matlab kendali PD di MATLAB ,Kp=25, Kd=48.75.
simulink yang dapat mentuning langsung dari apa yang
telah ditrial and error. Hasil tuning tersebut kemudian
o (rpm) (amp) (amp)
(N.m
(N.m)
(volt)
dijadikan dasar pemilihan kendali yang cocok.
Pada saat melakukan trial and error harga Kp 25
dan Kd 48,75 ini pada kendali PD dan kendali PID
didapat Kp 25. Ki 1.2 dan Kd 48.75 ini didapat dari hasil
tuning dari Matlab. Oleh karena itu didapatlah harga t r
rata-rata 0.88 dan pada blok simulink t
99 , lalu hasil
tuning didapat t r 0.0528. Untuk harga t s rata-rata 5.85 dan pada blok simulink didapat 185 dan tidak ditemukan
Gambar hasil keluaran pengujian dari tabel 4-3 diatas bila dituning. Harga overshoot pada blok 0 % dan menggunakan MATLAB dengan Kp=25 dan Kd=48.75
dituning didapat 11.5. Waktu puncak dari blok didapat dengan torsi beban yang berbeda.
0.999 dan setelah dituning 1.11. Pada kendali PD didapat Dari tabel 4.3 diatas torsi beban dibuat bervariasi dan
tr sebesar 0.0473, t s 0.965, dan overshoot 20.4 % ini tegangan dijaga tetap konstan sebesar 280.1 volt rms,
terjadi pada tuning dan pada blok didapat t r 0.0714, t s dimana bila torsi dinaikkan ,maka kecepatan motor
2.72, overshoot 118 % dan waktu puncak sebesar 0.837. juga mengalami perubahan dan arus rotor juga naik, Dengan berpedoman pada harga tersebut maka, kendali tetapi arus stator tidak banyak berubah, sehingga rata- PID dapat memperbaiki respon transien, menghilangkan rata berkisar sebesar 6.3755 amper. error steady state dan memperbaiki efek redaman. Hal Tabel 4-4 Data hasil pengujian motor induksi dengan yang terjadi pada kendali PD dapat mengurangi kendali PID diMATLAB ,Kp=25, Ki=1.2, Kd=48.75: overshoot, mengurangi waktu turun dan memperbaiki waktu naik, tetapi erorr tak banyak berubah, mengurangi
maksimum overshoot.
(rp (amp)
(am (N.m) (N.m) ms
5. KESIMPULAN DAN SARAN
Sebagai penutup hasil akhir dari pembuatan tesis ini
0 6 1 dapat menghasilkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Pemodelan motor induksi fasa tiga dapat diterapkan
8 7 1 pada kendali PID maupun PD berdasarkan
pemilihan simulasi Matlab simulink dan penerapang
6 1 tuning Matlab.
2. Dalam penelitian ini sistem kendali PID dan PD [7] K.L Shi,T.F,Chan,Y.K. Wong and S,L, HO, perbedaan ditinjau dari overshoot dimana pada
Modelling And Simulation Of the Three Phase kendali PD sebelum dituning 124 % dan setelah
Motor Using dituning menjdai 20,11 %, waktu penetapan,t s Simulink,Journal,Vol.36,pp.163-172, sebelum dituning 3,32 detik dan setelah dituning
Induction
Manchester U.P.,1999. 0,965 detik, waktu naik, t r sebesar 0,0616 detik
[8] Mallesham, Improvement in Dynamic Response of sebelum dituning , setelah itu menjadi 0,0473 detik
Electrical Machines with PID and Fuzzy Logic . Untuk kendali PID waktu naik t r sebelum
Based Controllers , journal,IEEE,K.B Venkata dituning 0,0168 detik dan setelah itu menjadi
Ramana,San Francisco,USA,2007. 0,0528 detik dan overshoot sebelum dituning 2,44
Distribusi, Elektro Indonesia, No. 25, 1999. manjadi 11,5.
[9]
Ogata, Katsuhiko, Teknik Kontrol Automatik I
(alih bahasa Edi dari pada respon PID, sebab ditinjau dari lewatan
3. Dari hasil respon dipilih respon PD lebih baik
Edisi
Kedua
Laksono),Erlangga,Jakarta,1996. (overshoot)
Putri Ika Ratna, Pengaturan Kecepatan Motor naikpun diperbaiki menjadi 0,0473 detik.
pada PD sebesar 20,4 %dan waktu
[10]
Induksi 3 Fasa Dengan Kotroller PID Metode
4. Dari hasil pengujian pada tabel 4-2 dan tabel 4-5 Ziegler-Nichols , journal,,2008. terlihat tegangan Vrms pada kendali PD dan PID
Steven T. Karris, Introduction to Simulink, with sebesar 280,1 volt. Tetapi pada kecepatan motor
[11]
Engginering
induksi fasa tiga didapat tidak berubah banyak Applications , orchard, 2006. walaupun torsi beban bertambah.
[12]
Rijono Yon,Dasar Teknik Tenaga Listrik,
5.2 Saran: ISBN979-533-816-1,Andi Offset, Yogyakarta, Setelah penulis menganalisa dan melihat hasil, maka
2002.
ada beberapa saran yang dapat diberikan antara lain:
Zuhal,Prinsip Dasar Elektroteknik,PT.Gramedia 1.Pemodelan motor induksi yang mempunyai hasil
[13]
Pustaka, Jakarta,2004.
fungsi alih kiranya dapat dilanjutkan agar dicapai
Zulfatman, Pengandalian Kecepatan Motor tanggapan keluaran yang lebih baik.
[14]
Induksi 3 Phase, Journal, 2008. 2.Dalam hal kendali penulis masih melakukan trial and
Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, ISBN 979-8001- error karena spesifikasi sistem sulit untuk mencapai
[15]
57-5,ITB,1991.
daerah waktu dan perlu kiranya untuk dimodifkasi selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
[1 ] AliMuhamad,Pembelajaran PerancanganSistemKontrol
PID
dengan
SoftwareMATLAB , JurnalEdukasi@Elektro,volume.1,no.1,Oktober ,2004.
[2] Chi-Hsu Wang, Control System Simulation, PartI ,Departemen of Electrical Engineering National Chiao Tung University Hsinchu, Taiwan,2011.
[3] Gopal M, Control Systems, Principles And Design, International Edition,ISBN 0-07-123127- 7,second edition,2003.
[4] Isnanto Heru Purnomo, Analisis Motor Induksi 3
Fasa Dengan Metode Kerangka Referensi,
Jounal,email:Isheru@yahoo.com,2010 [5] Iwan Setiawan, Kontrol PID Untuk Proses Industri ,ISBN:9792741003,
Elekxmedia
Komputindo,2008. [6] K.S. Shandhu and Vivek Pahwa, Simulation Studi OF Three Phase Induction Motor With Variations In Moment Of Enertia ,Journal , ARPN
of Engineering
and
Applied
Sciences,vol,4,No,6,August 2009.