Pengendali kecepatan putar pake PIiiiiii

Perancangan Pengendali Kecepatan Motor
Menggunakan Konverter DC-DC 4-Kuadran
dengan Pengendali Arus PI dan Pengendali
Kecepatan I-P
SATRIADY SIRAJ
D41106116
Pendahuluan
Konverter dc-dc 4-kuadran merupakan konverter
dc-dc yang dapat bekerja secara bidirectional baik
arus maupun tegangan kerjanya, sehingga sangat
cocok untuk aplikasi kendali motor yang
membutuhkan kecepatan dan torque dalam dua
arah.
Skema konverter dc-dc 4 kuadran untuk pengendali motor
Pengendalian motor berdasarkan arus
Pengendalian kecepatan motor dapat dilakukan
dengan mengendalikan arus jangkar. Hal ini memiliki
beberapa
keuntungan
dibandingkan
dengan
pengendalian kecepatan secara langsung. Salah
satunya adalah dapat membatasi arus ketika terjadi
hubung singkat sehingga konverter masih dapat
bekerja dengan baik
Pengendalian kecepatan motor berdasarkan pengendalian arus
Diagram blok motor dc terkendali arus
Dengan
memasukkan
parameter-parameter
motor dan beban serta parameter kendali arus dan
kecepatan, maka dapat kita gambarkan diagram blok
sistem seperti terlihat pada gambar di bawah ini:
Penyederhanaan Sistem
Untuk
memudahkan
dalam
menganalisis
pengendali arus dan pengendali kecepatan maka
dapat dilakukan penyederhanaan sistem diatas
menjadi dua buah sistem seperti terlihat pada
Gambar a dimana dengan mengasumsikan
pengendali arus telah bekerja dengan baik dan juga
pada Gambar b dengan mengasumsikan pengendali
kecepatan telah bekerja dengan baik.
Diagram blok pengendali kecepatan
dan pengendali arus
• Gambar a (pengendali kecepatan)
• Gambar b (pengendali arus)
Persamaan fungsi transfer
Terlihat bahwa sistem menjadi lebih sederhana untuk dianalisis.
Dengan memasukkan parameter pengendali Gc(s) dan Gω(s) yang
sesuai akan kita dapatkan respon sistem pengendali kecepatan
dan pengendali arus yang diinginkan. Pengendali PID dan
variannya telah lama digunakan di industri-industri karena
kehandalan dan kesederhanaannya dalam penggunaannya.
Pengendali ini dapat kita terapkan pada sistem pengendali motor
dengan konverter dc-dc 4-kuadran.
Pengendali IP dan pengendali PI
Diagram blok pengendali tegangan dengan I-P
Diagram blok pengendali arus dengan IP
Fungsi transfer pengendali IP dan PI
Dari persamaan terlihat bahwa sistem sekarang menjadi orde dua
sehingga penentuan parameter sistem dapat dilakukan dengan
menentukan maksimum overshoot serta settling time dari sistem.
Maksimum overshoot yang diusulkan dalam tulisan ini adalah
sebesar 1% untuk kedua pengendali sementara settling time untuk
pengendali kecepatan sebesar 0.1 s dan pengendali arus sebesar 1
ms. Pengendali arus disini harus bekerja lebih cepat dari pengendali
tegangan sehingga settling time-nya lebih kecil.
Persamaan masukan
Maksimum overshoot
dan settling time
Pengendali kecepatan
Pengendali arus
Persamaan Ki dan Kp
Parameter motor
Respon sistem terhadap masukan
Respon sistem terhadap masukan undak satuan serta diagram
bode pada pengendali arus (kiri) dan pada pengendali kecepatan
(kanan)
Respon sistem terhadap gangguan
Respon sistem terhadap gangguan undak satuan serta diagram bode
pada pengendali arus (kiri) dan pada pengendali kecepatan (kanan)
Rangkaian Simulasi
Hasil simulasi dengan referensi
kecepatan positif
Respon kecepatan (atas) dan respon arus (bawah) terhadap
perubahan referensi 600 rpm s.d. 800 rpm
Hasil simulasi dengan referensi
kecepatan bolak-balik
Respon kecepatan (atas) dan respon arus (bawah) terhadap
perubahan referensi 100 rpm s.d. -100 rpm
Hasil simulasi dengan referensi
kecepatan yang melebihi rating
kecepatan motor
Respon kecepatan (atas) dan respon arus (bawah) terhadap
perubahan referensi 1500 rpm s.d. 1700 rpm
Kesimpulan
Berdasarkan gambar hasil simulasi seperti yang
terlihat sebelumnya terlihat bahwa kecepatan motor
dapat mengikuti referensi kecepatan yang diberikan
dengan cukup baik. Respon kecepatan yang terjadi
telah sesuai dengan kriteria yang diusulkan yaitu
dengan settling time sebesar 0.1 s. Respon arus
terhadap arus referensi yang diberikan dari
pengendali kecepatan dapat bekerja dengan baik
seperti terlihat pada gambar diatas.