perancangan dan implementasi kontroler sliding mode untuk...
TRANSCRIPT
Perancangan dan Implementasi Kontroler Sliding Mode Untuk Pengaturan Kecepatan Motor Induksi
Tiga Phasa
Muhammad Ridho Utoro2211106085
Dosen Pembimbing
Ir. Josaphat Pramudijanto, M.Eng
Jurusan Teknik ElektroInstitut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya2014
Latar Belakang
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
•Jenis penggerak yang sering dipakai dunia industri adalah motor induksi tiga fasa
•Perubahan parameter dari motor menyebabkan perubahan respon yang cukup signifikan.
Permasalahan
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Kecepatan yang mengalami perubahan karena pembebanan rem magnetik
Batasan Masalah
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Sistem pengaturan kecepatan motor induksi tiga fasa yang dikontrol menggunakan PLC Mitsubishi Q-seriesdengan kontroler Sliding Mode.
•Daya magnet yang digunakan oleh rem magnetik tidak diperhitungkan secara matematis.
Tujuan
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Untuk menjaga kestabilan dari plantagar dapat mempertahankan kecepatan konstan pada saat kondisi normal maupun pada saat terjadi pembebanan.
Model Identifikasi Harriot
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Sliding Mode Control
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
-Hukum kendali pensaklaran berkecepatan tinggi (high-speed switching) untuk membawa trayektori ke sliding surface (ueq)
-Trayektori dipelihara agar tetap bertahan meluncur pada sliding surface(un)
-Tahan terhadap gangguan, sifat yang tidak terlalu sensitif terhadap eror dari model plant dan ketidak-pastian parametrik, serta implementasi yang sederhana
Sliding Mode Control
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Penentuan sliding surface bergantung pada orde sistem,Orde 2, sliding surface berupa orde 1 (garis lurus)Orde 3, sliding surface berupa orde 2 (bidang datar)
Diagram Blok Sistem
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Non Inverting Amplifier
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Karena PLC mempunyai tegangan keluaran 0-5 VSedangkan Inverter membutuhkan tegangan masukan 0-10 V maka diperlukan penguatan 2 kali
PLC Mitsubishi Q-Series
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Y50-Y5F = TimerY70 = Indikator Sistem OnY71-Y76 = Indikator ProsesX0 = Saklar On SistemX5 = Saklar Dengan KontrolerX6 = Saklar Tanpa Kontroler
Rem Magnetik
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Semakin besar tegangan yang masuk, medan magnet yang dihasilkan akan semakin besar.Hal ini akan mempengaruhi gaya lawan yang dihasilkan.
Piringan Ferromagnetik
Lilitan tembaga
Identifikasi Sistem
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Hasil Pemodelan
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Hasil Pemodelan dengan berbagai metode.Dipilih metode Harriot karena mempunyai ISE terkecil
Model Matematika
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Karena nilai ISE untuk beban nominal paling kecil, maka dipilih persamaan ini sebagai acuan untuk merancang kontrol sliding mode
1 3.864538 3.6380830.974611)( 2 ++
=ss
sG
Desain Kontroler
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
K = 0,974611a = 3,638083b = 3,864538c = 1
Sliding Surface
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Permukaan luncur disesuaikan dengan orde sistem, karena sistem mempunyai orde 2 maka permukaan luncur harus berorde 1
Untuk mempertahankan trayektori state tetap beradapada sliding surface, maka syarat kestabilan Liapunovharu terpenuhi
Sehingga :Pada saat σ(x) < 0 maka haruslah turunan σ(x) > 0Pada saat σ(x) > 0 maka haruslah turunan σ(x) < 0
Sinyal Kontrol
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
didapat sinyal kontrol equivalen dan natural
Parameter kontroler sliding mode yang digunakan dalam tugas akhir ini adalahW =1000 dan α =1,4
Diagram Blok Simulasi
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Hasil Simulasi
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
Perbandingan Respon Asli dengan Respon Model
Perbandingan Respon dengan Berbagai Beban
Kesimpulan
Pendahuluan Dasar TeoriPerancangan
SistemSimulasi &
AnalisisKesimpulan
•Jika nilai W dan α diperbesar maka trayektori akansemakin cepat menuju sliding surfce dan offsetsemakin kecil, namun sinyal kontrolnya membesar.
•Pada hasil simulasi kontroler, didapatkan nilai τ sesuaidengan spesifikasi yang diinginkan.
•Dengan menggunakan kontroler SMC Trayektorimenuju titik origin lebih cepat tanpa melalui lintasan.