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.