Pemodelan dan pembuatan Simulasi Kestabilan Respon Transien Motor DC menggunakan Graphical User Interface (GUI) pada Matlab

ABSTRAK

Motor DC (Direct Current) adalah motor yang digerakkan oleh energi listrik DC. Salah satu jenis motor DC tersebut ialah motor DC magnet permanen (Permanent magnet exited brused DC motor) yang banyak ditemui penggunaannya baik di industri maupun di rumah tangga. Terapan motor DC tersebut kebanyakan merupakan sistem yang memerlukan pengatur kecepatan.

Dalam skripsi ini tujuan yang ingin dicapai adalah untuk menghasilkan respon transien yang menunjukkan kestabilan dan performansi (kinerja sistem) yang baik pada sistem motor DC, yaitu memiliki dinamika respon yang cepat dan tanpa lonjakan (overshoot) terhadap perubahan sinyal rujukan, kinerja peredaman gangguan yang baik dan tidak peka terhadap gangguan eksternal dan perubahan internal pada parameter sistem. Sistem dikatakan stabil apabila masukan acuan dan keluaran yang diinginkan terjadi keseimbangan sebagaimana telah digambarkan dalam Al-Qur’an surat Ar-Ra’du ayat 2 bahwa field force (Allah SWT.) yang berlaku sebagai pengontrol bekerja sesuai dengan hukum tertentu untuk menjaga keseimbangan alam dan menahan benda langit pada porosnya serta mencegahnya dari ketergelinciran di angkasa luar atau jatuh menimpa yang lain.

Sistem motor DC dimodelkan berdasarkan persamaan kesetimbangan torsi dan persamaan rangkaian listrik pada jangkar yang berlaku pada sistem tersebut. Kemudian model dari pengontrol ditentukan dan dirangkai menjadi sistem loop tertutup dengan sistem motor DC. Fungsi alih loop tertutup yang sudah didapat digunakan sebagai dasar pembuatan program simulasi respon transien menggunakan GUI pada Matlab versi 6.5.

Dari hasil pegujian terhadap penalaan pengontrol baik pengontrol Proporsional, Proprosional Integral (PI) maupun Proporsional Integral Diferensial (PID) dapat disimpulkan bahwa dengan menggunakan pengontrol PID dengan nilai Kp=17 , Ki=200, dan Kd=0.15 semua permintaan desain terpenuhi dengan baik yang menunjukkan bahwa terjadi nilai kestabilan yang stabil pada sistem motor DC yaitu respon sistem mencapai settling time sekitar 40ms, overshoot tereduksi lebih kecil dari 16%, dan tidak ada kesalahan keadaan tunak.

ABSTRACT

DC motor (Direct Current) is motor which is moved by DC electric energy. One kind of the DC motor is permanent magnit exited brushed DC motor which can be found its untilizing in houses or in some industries. Most of the applications of DC motor are systems need speed controller.

The purpose of this research is to produce transient response that can show the good stability and performance (work’s system) of DC motor system, which have the quick response dynamics and without overshoot toward reference sign changing, the good disturbance damping and insensitive toward external disturbance and internal changing in system parameter. The system is stable when there is balance between reference input and oriented output, such is stated in the holy Quran, Ar-Ra’du: 2, that field force (Allah SWT.) who has been the controller, works according to the certain law to keep the world stability and to hold the galaxy in its shaft and don’t fall in the out space or crach the others.

The modeling of DC motor system based on equation of torque balance and equation of electric circuit in armature which is applied in this the system. Then, the mode of controller is pointed and arranged to become closed-loop system with the DC motor system. The function of closed-loop transfer is used as the basic in making transient response simulation program using GUI in version
6.5 of Matlab.

From the test of contoller tuning, weather the Proporsional controller, Proprosional Integral (PI) or Proporsional Integral Diferensial (PID), it can be concluded that using PID controller with the values are Kp=17 , Ki=200, and Kd=0.15, all of design requirements can be satisfied. It shows the stability in the DC motor system, it is the system response has a settling time of roughly 40ms, the overshoot will be reduced more than 16%, and it has no steady state error.