Daftar IsiBAB 1 PENDAHULUAN1I.1 Judul1I.2 Abstrak1I.3 Latar Belakang1I.4 Tujuan3BAB II ISI42.1 Teori Dasar Sistem42.2. Fungsi Alih Sistem62.3. Kendali PID82.4. Source Code / Block Simulink112.4.1. Source Code122.4.2. Block Simulink132.5. Simulink13BAB III KESIMPULAN DAN SARAN173.1. Kesimpulan173.2. Saran17DAFTAR PUSTAKA18

BAB 1PENDAHULUAN

I.1 JudulDesain Pengendalian Kecepatan Motor Induksi 3 Phasa dengan PID Controller.I.2 AbstrakDesain ini mempelajari bagaimana mengontrol perubahan dinamis kecepatan motor induksi, jika ada berbagai beban atau masukan dari luar sistem dengan menggunakan PID Controller. Setiap perubahan beban pada motor induksi menyebabkan perubahan kecepatan melakukan induksi bermotor dan spesifikasi sistem. Oleh karena itu, ada beberapa perubahan pada nilai-nilai Kp, Ki dan Kd komponen PID Controller. Setiap komponen dari PID dirancang untuk setiap perubahan dinamis sinyal output dari motor induksi, yang bisa digunakan untuk mempersiapkan itu spesifikasi seperti waktu naik (tr), waktu steady (ts) dan overshoot maksimum (Mp) tergantung pada sistem melakukan yang memiliki ingin merancang. Hasil analisis dari pemodelan sistem dan desain PID disimulasikan dengan menggunakan Matlab dan Simulink. Berbagai beban didasarkan pada lima kondisi beban saat motor induksi bergerak dalam kondisi normal di bawah itu beban penuh, beban penuh, 100% dari beban penuh, 200% dari beban penuh dan 300% lebih beban penuh. Simulasi menunjukkan bahwa meskipun ada beberapa berbagai beban dalam lima kondisi yang berbeda, motor induksi dapat bergerak baik melakukan dan kecepatan dapat menjaga dengan baik. Yang ditunjukkan oleh hasil simulasi, terutama seperti waktu naik (tr), waktu steady (ts) dan overshoot maksimum (Mp) lebih baik daripada tanpa PID Controller.I.3 Latar BelakangUntuk menunjang perkembangan infrastruktur industri modern yang lebih efisien dan handal, terutama mesin-mesin canggih yang digunakan dalam proses produksi harus dalam kondisi dan performa yang benar-benar sempurna untuk menjaga kuantitas dan kualitas produksi. Salah satu cara meningkatkan performansi mesin-mesin (motor-motor induksi) yang digunakan terutama untuk menjaga stabilitas kecepatan putaran motor akibat berbagai keadaan pembebanan, diperlukan pengontrolan dengan teknik kontrol automatik.Banyak alternatif pengontrolan yang dapat digunakan dalam mengontrol kecepatan motor induksi, antara lain dengan pengaturan frekuensi dan jala-jala, vektor kontrol dan lain-lain. Namun model pengontrolan yang belum pernah digunakan dalam pengontrolan motor-motor induksi adalah dengan PID kontroller, yang selama ini lebih familiar digunakan pada motor-motor DC, yaitu dengan mengatur arus jangkar, kecepatan dan perpindahan posisi motor.Oleh karena itu dilakukan studi agar kontroller PID (Proporsional, Integral dan Differensial) juga dapat digunakan untuk pengontrolan kecepatan motor-motor induksi (dalam hal ini adalah Motor Induksi 3 Phase). PID kontroller akan mengontrol setiap variabel keadaan motor induksi yang terukur untuk diumpanbalikkan. Dengan menterjemahkan parameter-parameter fisis motor induksi menjadi model matematik dengan menggunakan teori pemodelan sistem yang digunakan dalam kontrol modern. Model matematik dari motor ini, yang sederhanakan dengan metode transformasi Laplace akan dibentuk menjadi sebuah fungsi alih yang kemudian dianggap sebagai sebuah plant. Fungsi alih inilah yang kemudian dikontrol dengan PID kontroller. Desain Kp, Ki dan Kd dari PID kontroller ini akan tergantung pada fungsi alih dari plant yang akan dikontrol. Diagram blok sistem dapat dilihat pada gambar 1 berikut :

I.4 Tujuan Mengenali apa itu pengendali PID. Memahami karakteristik Pengendali PID. Menerapkan penggunaan pengendali PID pada system control sederhana. Memahami penggunaan pengendali PID sebagai kendali motor induksi 3 phasa

BAB II ISI

2.1 Teori Dasar SistemMotor induksi 3 phase konstruksinya sangatlah sederhana, jika dibandingkan dengan motor-motor dc. Motor induksi memiliki konstruksi yang sangat kuat dan karakteristik kerja yang baik serta jenis motor ac yang paling banyak digunakan. Motor induksi memiliki konstruksi yang sangat sederhana, terdiri dari stator merupakan bagian yang diam dan rotor sebagai bagian yang berputar.

Gambar 2. Model Rangkaian Equivalen Motor InduksiKeterangan : R = Resitor (Hambatan) L = Induktor Vsd = Tegangan Acuan Vsq = Tegangan Acuan T = Torsi ElektromagnetikModel rangkaian ini dideskripsikan dari perilaku fisik motor putaran sinkron (d-q) reference frame untuk memperoleh model persamaan matematika. Namun yang harus dipahami, pada pendesainan model tidak ada keharusan atau hal baku yang harus dijadikan pedoman. Yang terpenting adalah kita dapat menjelaskan apa yang diinginkan dan memiliki pemahaman yang baik tentang karakteristik dan fenomena fisik yang terjadi pada motor induksi.Jenis motor induks i yang akan digunakan pada pendesainan ini adalah motor jenis squirrel cage (sangkar tupai). Agar dapat didesain maka harus diketahui terlebih dahulu nilai dari parameter-parameter yang dimiliki oleh motor induksi tersebut. Dengan spesifikasi fisis seperti Tabel 1 berikut :nTegangan sumber terukur230Volt.

PJumlah pole2-

fsFrekuensi stator60Hz

JeqMomen inersia stator0.3Kg.m2

RsTahanan stator0.08Ohm

RrTahanan rotor0.04Ohm

LsInduktansi stator15.4mH

LrInduktansi rotor16.38mH

LmInduktansi magnetik14.60mH

SSlip0.02-

BmKoefisien gesekan-Nm/rad/sec

Persamaan SistemModel matematika motor induksi diperoleh melalui proses analisa dinamik dari motor induksi.

(1)

(2)Torsi elektromagnetiknya adalah :

(3)Sementara persamaan elektrodinamiknya adalah :

(4)

(5)

(6)2.2. Fungsi Alih Sistem

Sebagai sistem yang memiliki banyak masukan, dalam hal ini model (d-q) reference frame adalah , dan . Maka untuk mendapatkan fungsi alihnya lebih rumit jika dibandingkan dengan sistem masukan tunggal. Seperti motor dc, kita hanya membandingkan antara sebagai keluaran dengan sebagai masukan acuan.Demikian juga halnya dengan motor induksi, untuk mendapatkan fungsi alih, maka akan dibandingkan antara sebagai keluaran dengan dan sebagai masukan dua koordinat orthogonal dan polar, direct quadrature (d-q). Untuk mendapatkan fungsi alih, maka salah satu dari tegangan acuan masukan dan TL(t) harus sama dengan nol.

(7)

(8)Dari dua persamaan diatas akan didapatkan fungsi alihnya,

(9)

(10)

(11)

2.3. Kendali PIDStruktur sistem kontrolnya memiliki bentuk seperti pada gambar di bawah.

Spesifikasi sistem yang ingin dicapai adalah :Error steady state (ess) (untuk masukan ramp) 0,05Lewatan Maksimum (Mp) 5 %Waktu naik (tr) 1 detWaktu penetapan (ts) 1 det Untuk mewujudkan spesifikasi dari sistem di atas, maka akan dilakukan penggunaan pasangan-pasangan kontroller yang paling mungkin dan paling baik keluarannya, untuk kemudian dipilih kira-kira kontroller mana yang paling mungkin untuk digunakan.

Tanggapan Lup Tertutup trMPts

KpBerkurangBertambahPerubahan Kecil

KiBerkurangBertambahBertambah

KdPerubahan KecilBerkurangBerkurang

Dibawah Ini adalah script dari controller dengan menggunakan PIDs = tf('s');P_motor = 2470/((s^2)+(21.79)+4400);Kp = 47.7751433221426;Ki = 534.877773439011;Kd = 0.675182970436964;C = pid(Kp,Ki,Kd);sys_cl = feedback(C*P_motor,1);step(sys_cl,0:1:200)title('Kontrol Dengan PID')

Rise Time = 0.8 s; Setting time = 0.98 s; Peak Amplitude = 1; Overshoot = 0%.s = tf('s');P_motor = 2470/((s^2)+(21.79)+4400);step(P_motor,0:1:200)title('Kontrol tanpa PID')Dan grafik respon stepnya adalah sebagai berikut:Rise Time = 0.8 s; Settling Time = 0.98 s; Final Value = 0.36Terlihat dari gambar bahwa tanpa kontroller PID nilai puncak tidak pernah mencapai 1.

Cara lain menggunakan kontroller PID adalah dengan Simulink, dan berikut adalah Blok Simulink dengan menggunakan PID.

Grafik respon sistem dengan menggunakan PID

Rise Time = 0.000874 s; Settling Time = 0.00301 s; Peak Amplitude = 1.04; Overshoot = 3.92%Dengan Simulink tanpa menggunakan PID, berikut adalah blok simuliknya

Grafik respon sistem tanpa menggunakan PID

2.4. Source Code / Block Simulink2.4.1. Source CodeDengan pengendali PIDs = tf('s');P_motor = 2470/((s^2)+(21.79)+4400);Kp = 47.7751433221426;Ki = 534.877773439011;Kd = 0.675182970436964;C = pid(Kp,Ki,Kd);sys_cl = feedback(C*P_motor,1);step(sys_cl,0:1:200)title('Kontrol Dengan PID')

Tanpa menggunakan pengendali PIDs = tf('s');P_motor = 2470/((s^2)+(21.79)+4400);step(P_motor,0:1:200)title('Kontrol tanpa PID')

2.4.2. Block Simulink

2.5. Simulink

Dan hasilnya adalah:Menggunakan PID dari Simulink:

Tanpa PID dari Simulink

Menggunakan PID dari script:

Tanpa PID dari script:

BAB IIIKESIMPULAN DAN SARAN

3.1. Kesimpulan1. Nilaidari Kp, Ki, danKd agar persyaratan system terpenuhi adalah 47.7751433221426, 534.877773439011, dan 0.675182970436964.2. Kontrol PID menghasilkan keluaran yang memiliki properti output yang lebih baik daripada control P, PI, atau PD.3.2. Saran1. Sebaiknya mempelajari dahulu fungsi-fungsi Matlab sebelum praktikum2. Setelah kita mendapatkan bentuk keluaran yang diinginkan, kita dapat menggunakan fitur tune pada Simulink untuk memperbaiki bentuk keluaran dengan mengubah nilai Kp, Ki, dan Kd secara otomatis.3. Pelajari dahulu tentang control PID dan prinsip kerja motor induksi

DAFTAR PUSTAKA

Robert H. Bishop. 1993. Modern Control Systems Analysis and Design Using MATLAB ,Massachusetts: Addison-WesleyWilliam Messner and Dawn Tilbury. Control Tutorial.Diperoleh 21 November 2014. Dari http://ctms.engin.umich.edu/CTMS/ Modul Laboratorium DSK

18

INPUT

PID CONTROLLER

MOTOR INDUKSI

OUTPUT