LOGO
DESAIN PENGENDALIAN TEGANGAN ALTERNATOR
PADA SISTEM PENGISIAN BATERAI MENGGUNAKAN
METODE SLIDING MODE CONTROL (SMC)
Akhmad Nurhadi
1206100713
JURUSAN MATEMATIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA
2011
LATAR BELAKANG
Manusia sangatmembutuhkan otomotif
terutama alat transportasiseperti mobil, sepeda
motor, dll
Saat ini ada 2 tipepengendali tegangan padamobil yaitu tipe point dan
tipe tanpa point
Masing2 tipe mempunyaikekurangan dan kelebihan
Di dalam mobil terdapatsistem pengisian bateraidengan tegangan harus
stabil
Penerapan metode Sliding Mode Control pada sistempengendalian tegangan pengisian dilakukan untukmeminimalkan kekurangan-kekurangan yang ada
RUMUSAN MASALAH
2. Bagaimana performansi kestabilan tegangan pada sistem pengendalian tegangan pengisian menggunakan metodeSliding Mode Control
1. Bagaimana rancangan model dari sistem pengendaliantegangan pengisian menggunakan metode Sliding Mode Control
3. Simulasi pada penelitian ini dikerjakan dengan softwareMatlab
2. Model dari sistem pengisian baterai diambil dari referensiterkait
1. Diasumsikan sistem dari alternator pengisian bersifat terkontrol
BATASAN MASALAH
TUJUAN DAN MANFAAT
1. Merancang model dari sistem pengendalian tegangan pengisianmenggunakan metode Sliding Mode Control
2. Menganalisis performansi kestabilan tegangan pada sistem pengendalian tegangan pengisian menggunakan metodeSliding Mode Control
Memperoleh rancangan sistem pengendalian tegangan pengisiandengan menggunakan metode Sliding Mode Control sehingga dapat diterapkan pada sistem pengisian baterai dengan kondisitegangan yang stabil dan besarnya sesuai spesifikasi
Tujuan
Manfaat
Langkah pertama untuk mendesain SMC ialah menentukan sliding surface sesuai dinamika plant. Langkah selanjutnya ialah mendesain kontrol input sehingga trayektori keadaannya dikendalikan dan ditarik menuju sliding surface dan meluncur padanya untuk tiap waktu.
TINJAUAN PUSTAKA
Sliding Mode Control (SMC)
Pandang suatu sistem dinamis dari [7]:
dengan u control input, x merupakan vektorkeadaan, f(x) dan b(x) fungsi terbatas, d(t)gangguan eksternal.
)()())(())(()()( tdtutXbtXftx n
…TINJAUAN PUSTAKA
Switching function :
; konstanta positif
S(t) yang memenuhi S(t)=0 disebut sliding surfaceyang berupa garis lurus dengan gradien -
Jika u memenuhi pertidaksamaan :
atau ; konstanta positif
dikatakan sistem berada pada kondisi sliding
…TINJAUAN PUSTAKA
xdt
dtxS
n
~))((
1
0SS SSdt
d2
2
1
…TINJAUAN PUSTAKA
Sistem Pengendalian Tegangan Pengisian
Gambar Diagaram Blok Sistem Pengendalian Tegangan Pengisian
Nilai I~
Negatif
Nol
Positif
DiperbesarfI
TetapfI
DiperkecilfI
Pada saat field coil dialiri arus, maka timbul fluxmagnet yang digunakan untuk menginduksi kumparangenerator sehingga muncul ggl pada ujung-ujungkumparan generator.
Model matematika untuk aliran arus pada field coiladalah
…TINJAUAN PUSTAKA
Field Coil (Rotor Coil)
dt
dILRIV
f
ffff
Generator coil berfungsi untukmembangkitkan induksi mutual sehinggamuncul ggl pada ujung-ujung kumparansebagai sumber arus listrik pada sistempengisian
…TINJAUAN PUSTAKA
Generator Coil (Stator Coil)
Beberapa persamaan yang dapat dituliskanuntuk kumparan generator adalah
ffgg InkV
…TINJAUAN PUSTAKA
dt
dILLIRRV
g
bggbgg
dt
dILRIVV
g
bbggT
dt
dILRIVV
g
bbgbT
METODE
PENELITIAN
Studi Literatur
Pembentukan model dari sistem pengisian baterai
Simulasi sistem pengendali tegangan padaMatlab
Analisis hasil simulasi
Penyimpulan hasil dan pemberiansaran
Perancangan pengendali tegangan pengisian denganmenggunakan metode Sliding Mode Control
Diturunkan terhadap waktu
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Perancangan Pengendali Static SMC
1;~
,
1
nIdt
dtIS
n
g
Idt
dtIS g
~,
0
refgg IIIItIS ~
;~
,
refgg IItIS ,
refgg IItIS ,
g
bg
bg
f
bg
fg
g ILL
RRI
LL
nkI
Model dari Alternator dapat dibentuk menjadi
Switching function:
g
bg
bg
f
bg
fg
g ILL
RRI
LL
nktIS
,
Mencari nilai dengan syarat
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
g
bg
bg
f
bg
fgI
LL
RRI
LL
nk
0
fI 0S
g
fg
bg
f Ink
RRI
ˆ
Berdasarkan control law yang memenuhi kondisi sliding adalah
SKII ff sgnˆ
Sehingga didapat
SKI
nk
RRI g
fg
bg
f sgn
Kemudian disubtitusikan ke menjadi:S
SKLL
nktIS
bg
fg
g sgn,
Selanjutnya dicari nilai K dengan cara mensubtitusikan
ke dalam persamaan agar memenuhi kondisisliding, didapat:
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
SSS S
fg
bg
nk
LLK
max
Fungsi signum diubah menjadi fungsi saturasi
SKsatII ff
ˆ
Dengan demikian didapatkan suatu control input padasistem untuk Static SMC sebagai berikut
Ssat
nk
LLI
nk
RRI
fg
bg
g
fg
bg
f max
Perancangan Pengendali Dynamic SMC
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Dengan memasukkan n=2 (orde dinaikkan satu tingkat)pada saat menentukan switching function, kemudiandengan cara yang sama dengan perancangan pengendaliStatic SMC, maka didapatkan suatu control input padasistem untuk Dynamic SMC sebagai berikut
Ssat
nk
LLI
nk
RRI
nk
RRII
fg
bg
g
fg
bg
g
fg
bg
ff max1
Simulasi Sistem pengendali tegangan pengisianbaterai dilakukan menggunakan Simulink.
Pensimulasian dilakukan pada pengendali baikStatic SMC maupun Dynamic SMC denganmemberikan beberapa jenis gangguan.
Untuk mempermudah akses sekaligus membuattampilan pensimulasian lebih menarik, digunakanGUI Matlab.
Simulasi
SIMULASI
DAFTAR PUSTAKA
[1] Atmojo, T. W. 2009. Perancangan Sistem Pengendalian Tegangan Alternator Menggunakan Sistem Eksitasi Dengan Fuzzy Gain Scheduling PID Controller Pada Railbus Di PT. INKA Madiun. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Fisika, ITS, Surabaya.
[2] Herlambang, T. 2010. Desain Pengendalian Ketinggian Air Dan Temperatur Uap Pada Sistem Steam Drum Boiler Dengan Metode Sliding Mode Control (Smc). Tugas Akhir, Jurusan Matematika, ITS, Surabaya.
[3] Junaidi, M. A. Perancangan Dan Simulasi Sistem Kontrol Posisi Pada Panel Surya Dengan Menggunakan Metode Sliding Mode Control (SMC). Tugas Akhir, Jurusan Matematika, ITS, Surabaya.
[4] Perruquetti, W. dan Barbot, J.P. 2002. Sliding Mode Control in Engineering. New York: Marcel Dekker, Inc.
[5] PT. Toyota. 2003. New Step 1 Training Manual. PT. Toyota-Astra Motor Train Center.
[6] Tien, N.T. 2002. Sliding Control. Applied Nonlinear Control. <URL:https://www2.hcmut.edu.vn/~nttien/Lectures/Applied%20nonlinear%20control/ C.7%20Sliding%20Control.pdf>.
[7] Zhang, H. dan Liu, D. 2006. Fuzzy Modeling and Fuzzy Control. Boston: Birkhäuser.
[8] Zhu, F.Q.Q.M., Winfield, A., dan Melhuish, C. 2003. “Fuzzy Sliding Mode Control for Discrete Nonlinear Sistems”. Transactions of China Automation Society, Vol. 22, No. 2 (Sum No. 86).
LOGO
TERIMA KASIH
Top Related