Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5

5/12/2018 Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-fuzzy-logic-controller-motor-dcuas-5 1/8

1

PERANCANGAN FUZZY LOGIC CONTROLLER

PADA SISTEM PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC

I. LATAR BELAKANG

Zaman serba modern , dan semua proses ingin dilakukan serba cepat dan

praktis oleh sebab itu muncullah berbagai macan system control dari berbagai

metode. Penguntrollan otomatis merupakan salah satu pengganti kinerja manusia.

Dengan menggunakan control otomatis akan diperoleh keseragaman khususnya di

bidang industry.

II. RUMUSAN MASALAH

Pengaturan kecepatan motor DC menggunakan fuzzy logic controller dengan output

yang kecepatannya sampai 2000 rpm dan diatur sehingga mempunyai level

kecepatan yaitu sangat lambat , lambat, sedang, cepat, dan sangat cepat.

III. TEORI PENUNJANG

3.1 Motor Dc

Motor arus searah (DC) berfungsi mengubah energi listrik menjadi energimekanik. Untuk dapat mengatur kecepatan putaran motor DC dapat dilakukan

dengan merubah beberapa parameter. Parameter yang bisa diatur dalam

pengaturan motor DC adalah :

1. Tegangan jangkar

2. Tegangan medan

Untuk pengaturan Tegangan jangkar dapat dilihat pada persamaan kecepatan

pada motor dc berikut :

Dimana,

n = Kecepatan motor dc Ra = Tahanan jangkar

Ia = Arus jangkar k = Konstanta fluks

Pada permasalahan ini dipakai motor DC tipe penguat terpisah, yang mana arus

pada kumparan medan bisa diatur untuk mengatur besar kecilnya fluks medan

magnet yang dihasilkan sehingga putaran yang dihasilkan bisa bervariasi.

Jk

R I V n aa

!



2

Rangkaian Motor DC Penguat Terpisah

3.2 Buck Boost Konverter

DC-DC konverter adalah rangkaian yang berfungsi untuk membuat tegangan

input DC yang unregulated menjadi tegangan DC output yang regulated. Jenis

buck boost konverter ini dapat menaikkan ataupun menurunkan tegangan input

yang diberikan. Dengan mengatur duty cycle yang digunakan untuk mendrives

mosfet maka tegangan output bisa diatur. Jika duty cycle lebih kecil dari 0.5

maka tegangan output menjadi lebih kecil dari tegangan input, dan jika duty

cycle lebih besar dari 0.5 maka tegangan output menjadi lebih besar dari

tegangan input.

Untuk rumus :

3.3 PULSE WIDTH MODULATION (PWM)

PWM merupakan pulsa yang mempunyai lebar pulsa (duty cycle) yang dapat diubah-

ubah. Pada Gambar a merupakan proses pembuatan PWM yang terdiri dari gelombang

gigi gergaji, tegangan referensi dan komparator. Komparator merupakan piranti yang

digunakan untuk membandingkan dua buah sinyal masukan. Dua sinyal masukan yang

dibandingkan adalah gelombang gigi gergaji dengan tegangan referensi yaitu tegangan

DC.

Gambar a

Pada Gambar b adalah hasil perbandingan gelombang gigi gergaji dengan

tegangan DC yang menghasilkan gelombang kotak dengan lebar pulsa yang

dapat diatur. Pengaturan lebar pulsa dapat dilakukan dengan cara mengubah-

ubah nilai tegangan DC referensi.



3

Gambar b

Rangkaian PWM dapat dibangkitkan melalui rangkaian :

Rangkaian Penghasil PWM

3.4 Pengontrol Logika Fuzzy

Jenis kontrol ini berbeda dengan kontrol yang berbasis logika boolean dengan

sistem kerjanya yang memiliki ruang lingkup yang disebut grey area yang pada

kontrol berbasis logika boolean yaitu diantara on-off, hitam putih, ataupun

benar salah. Berikut ini urutan dari proses kontrol logika fuzzy.

CRISP INPUT

FUZZIFICATION

FUZZY INPUT

RULE EVALUATION

FUZZY

DEFUZZIFICATION

CRISP

Step 1

Step 2

Step 3



4

IV. PENYELESAIAN

Blok Diagram

Dalam pengaturan kecepatan putaran motor DC magnet permanen, kita dapat

mengatur tegangan DC pada sisi kumparan medan sehingga memerlukan tegangan DC

yang variabel. Tegangan yang variable dapat diatur dengan DC Chopper dengan Flyback

Converter yang merupakan DC Chopper terisolasi. Dengan mengatur Duty Cycle dari

PWM yang digunakan mendrive komponen switching, akan didapatkan tegangan DC

output yang dapat diatur ( variabel).

Pada pengaturan kecepatan motor dc ini menggunakan FLC (Fuzzy Logic

Controller), yang mana mendapatkan inputan dari rpm motor DC penguat terpisah Dari

inputan tersebut akan diproses dan diberikan output kontrol berupa tegangan DC. Output

dari kontroller akan dibandingkan dengan tegangan Segitiga pada pembangkit PWM,

sehingga didapat tegangan Duty Cycle yang bervariasi dari PWM tersebut.

Pada fuzzy logic controller terdapat 3 proses, yaitu:

1. Fuzzyfication

Proses ini berfungsi untuk merubah suatu besaran analog menjadi fuzzy input.

Membership function yang direncanakan untuk input plant ada 2, yaitu K ecepatan

(Error) dan Perubahan K ecepatan (D_Error).

Dimana: Err(n) = SP(n) ± PV(n) ...............(1)

D_Err(n) = Err(n) ± Err(n-1) ......(2)

Err dan D_Err yang kita gunakan terdiri dari lima buah, seperti pada grafik dibawah

ini :

FLC DC CHOPPER

{flyback} MOTOR DC

Rotary Encoder

Output +

-

SP Error

VP

15001000 2000500

SCCSL1 SL

0

K

eterangan :1. SL : Sangat Lambat

2. L : Lambat

3. S : Sedang

4. C : Cepat

5. SC : Sangat Cepat

rpm



5

Apabila nilai set point (S) yang diinginkan adalah 1100 rpm, dimana nilai umpan balik

dari plant (PV) adalah 1300 rpm dan Err(n-1) = 100 rpm, maka:

Err(n) = |S ± PV| = |1100 ± 1300| = 200 rpm

D_Err = |Err(n) ± Err(n-1) | = |200 ± 100| = 100 rpm

Memotong garis S Memotong garis C

X= 1100 X= 1100

2. Rule evaluation

Proses ini berfungsi untuk mencari suatu nilai fuzzy output dari fuzzy input

Setelah melakukan proses fuzzification maka tahap selanjutnya yaitu dengan

menetapkan suatu rule-rule matriks sebagai berikut:

Dari kedua membership function input tersebut (Err dan D_Err) dihasilkan rule ± rule

sebagai berikut:

ERR

D_ERR

SL L S C SC

SL SL SL SL L S

L SL L L S C

S SL L S C SC

C L S C C SC

SC S C SC SC SC

0,8500-

400-Y

1500-1000

1500-1100

0-1

0-Y

X-X

X-X

Y-Y

Y-Y

S

S

12

1

12

1S

!!

!

!

0,2500

100Y

1000-1500

1000-1100

0-1

0-Y

X-X

X-X

Y-Y

Y-Y

C

C

12

1

12

1C

!!

!

!

1100

15001000 2000500

SCCSL1 SL

0

rpm

CY

SY



6

If Err = 0,2 and D_Err = 0,8then U = 0,2

If Err = 0,2 and D_Err = 0,2 then U = 0,2

If Err = 0,8 and D_Err = 0,8then U = 0,8

If Err = 0,8 and D_Err = 0,2 then U = 0,2

Sehingga U = 0,8

If Err = SL and D_Err = L then U = SL

If Err = SL and D_Err = S then U = SL

If Err = L and D_Err = L then U = L

If Err = L and D_Err = S then U = L

Sehingga U = L

3. Defuzzyfication

Proses ini berfungsi untuk menentukan suatu nilai crisp output. Prosesnya adalah

suatu nilai fuzzy output yg berasal dari rule evaluation diambil kemudian

dimasukkan kedalam memberfunction output.

V. HASIL

Member Function :



7

Rangkaian Simulink

Hasil Simulink



8

VI. KESIMPULAN

- Controller fuzzy menghasilkan sinyal control (u) yang digunakan untuk mengatur

switching PWM (Pulse Width Modulations) dari dc chooper sehingga putaran

motor dapat bekerja.

- Fuzzy Logic Controller merupakan suatu sistem kendali yang jauh lebih mudah

penerapannya dibandingkan kendali konvensional, karena tidak perlu mencari

model matematis dari sistem.

- Untuk menentukan rule base harus diketahui juga delta error atau error

sebelumnya untuk menentukan hasil yang akan dicapai jika dibandingkan dengan

error.

- Fuzzy Logic Controller adalah suatu system kontrol yang redundant atau fault

tolerant artinya tidak akan terjadi perubahan yang signifikan pada respon sistem

dengan adanya pengurangan rules, diluar rule dasar dan rule tambahan.

Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5

Documents

Transcript of Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5