motor servo dc dengan i controller

LAPORAN LABORATORIUM

PENGENDALI MOTOR SERVO DC DENGAN

I KONTROLLER

DI SUSUN OLEH :

Nama

: Febri Daniel Simbolon

(1005032066) Fery Wan Endra Manullang(1005032067) Kelas

: El 6C (VI)

Kelompok: B

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIKPOLITEKNIK NEGERI MEDAN

2012/2013LEMBAR PENGESAHAN

Nomor Percobaan

: 2 ( Dua )

Judul Laporan : PENGENDALI MOTOR SERVO DC DENGAN I KONTROLLERNama Praktikan

: Febri Daniel Simbolon Fery Wan Endra . M

Kelas

: EL 6C

Kelompok

: B

Nama Instruktur

: Drs. ROBERT SAMOSIR . MTTanggal Percobaan

: 3 Juni 2013Tanggal Penyerahan

: 10 Juni 2013

Nilai

:

DAFTAR ISIiiLEMBAR PENGESAHAN

iiiDAFTAR ISI

ivDAFTAR GAMBAR

1PENGENDALI MOTOR SERVO DC DENGAN

1P KONTROLLER

1I.PERANCANGAN SISTEM

11.1.Perancangan Motor Servo DC

5II.ALAT DAN BAHAN

6III.LANGKAH PERCOBAAN

6IV.RANGKAIAN SIMULASI

DAFTAR GAMBAR1Gambar 3. 1. Model Diagram Sistem Kendali Posisi Pelacak Cahaya Matahari

2Gambar 3. 2. Model diagram skematik servo motor DC.

4Gambar 3. 3. Representasi model diagram blok motor servo DC.

7Gambar 1. 1 Rangkaian Simulasi Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller dengan Nilai Ki = 1/s

7Gambar 1. 2 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 1

8Gambar 1. 3 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC tanpa I Controller pada scope 2

9Gambar 1. 4 Rangkaian Simulasi Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller dengan nilai Ki = 2/s



11Gambar 1. 7 Rangkaian Simulasi Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller dengan Ki = 3/s









17Gambar 1. 16 Rangkaian Simulasi Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller dengan Ki = 1/2s










23input



PENGENDALI MOTOR SERVO DC DENGAN I KONTROLLERI. PERANCANGAN SISTEM

Perancangan dan pembuatan simulasi sistem ini membutuhkan pemahaman dan pengetahuan tentang simulink pada matlab versi 6.5 adapun model diagram sistem yang dirancang dalam bentuk simulasi dapat dilihat seperti pada gambar 1.

Gambar 3. 1. Model Diagram Sistem Kendali Posisi Pelacak Cahaya Matahari

1.1. Perancangan Motor Servo DCPada pemodelan motor servo dibahas antara lain persamaan sistem, transfer function, state space, criteria perancangan dan open loop response.Gambar 1.2 adalah sebuah konfirmasi motor DC yang bekerja untuk memutar beban, dimana keluarannya adalah kecepatan putar(t) dan memasukannya adalah tegangan Vapp (t). Tujuan akhir dari sistem ini adalah untuk mengendalikan kecepatan putar dengan output pengendali PID dan fuzzy logic controller.Pada pemodelan ini dianggap motor DC jenis penguat terpisah, dengan demikian medan magnet atau fluksi yang di timbulkan oleh belitan eksitasi konstan. Resistansi dan induktansi belitan jangkar motor masing masing ditunjukan dengan notasi R dan L. Ketika motor telah berputar pada belitan jangkar timbul tegangan, biasa disebut back emf Vemf (t), yang polaritasinya berlawanan dengan Vapp (t). Pada contoh ini harga harga parameter-parameter fisik motor diasumsikan seperti berikut ini:

Input, v = voltage source

Output, rotional plstion of shaft

R = 2.0 % ohm

L = 0.5 % Henrys

Km = 0.015 % Torque Constant

Kb = 0.015 % emf constant

Kf = 0.2 % Nms

Moment inertia of motor, J = 0.02%kg.m^2/s^2

Damping ratio of mecnical system, B = 3.5077E-6 NmsTorsi yang timbul pada poros motor sebanding dengan arus yang mengalir melalui belitan jangkar akibat pemberian Vapp (t),

(3.1)

Gambar 3. 2. Model diagram skematik servo motor DC.

(3.2)

(3.3)Km adalah konstan torsi torsi (N-m/ ampere) yang terkait dengan fisik motor, misalnya jumlah hantaran pada penghantaran pada belitan jangkar. Gaya gerak listrik lawan atau back emf V emf (t) pad belitan jangkar sebanding dengan keceptan putar atau kecepatan sudut motor dalam rad/sec.

(3.4)Kb adalah konstan emf balik (volt-sec/rad), yang juga terkait fisik motor. Hukum newton menyatakan bahwa beban dengan inesia J (momen inersia rotor, Kg-m2) dengan laju perubahan putaran sama dengan jumlah semua torsi yang terkait,

(3.5)

(3.6)

Adalah pendekatan linier viscous friction. Selanjutnya diberlakukan hukum kirchoff pada gambar 1.2.

(3.7)

Dengan mensubstisusikan back emf, persamaan diatas menjadi :

(3.8)

Atau dengan transformasi laplace akan diperoleh :

Dan untuk persamaan (16),

Perhatikan bahwa Vapp (s) adalah masukan dan m (s) sebagai keluaran dapat juga dibuat model diagram blok persamaan (3.5),(3.7) dan (3.8), (lihat gambar 3.3).

Gambar 3. 3. Representasi model diagram blok motor servo DC.

Jangkar magnet servomotor DC merupakan sistem umpan balik. Efek emf balik dapat dilihat sebagai sinyal umpan balik yang sebanding dengan kecepatan motor. Fungsi transfer untuk servomotor DC dapat dituliskan seperti berikut ini,

(3.9)

Induksitansi dalam kumparan magnet biasanya kecil dan dapat diabaikan. Bila diabaikan maka fungsi transfer yang diberikan olah persamaan (3.9) menjadi :

Dengan :

Konstanta penguatan motor

Konstanta waktu motor

Dari persamaan-persamaan diatas dapat dibentuk dua persamaan diffrensial yang menjelaskan tingkah laku motor DC, yakni seperti berikut :

II. ALAT DAN BAHANa. PC dengan Sistem Operasi minimum Windows Xp, 7

: 1 unit

a. Perangkat Lunak Matlab 6.5b. Program penunjang praktikum yang disediakan oleh dosen pengampu.

III. LANGKAH PERCOBAAN

1. Jalankan program Matlab.

2. Gambar Simulink konfigurasi rangkaian.

3. Lakukan analisa percobaan dengan input step, dengan Ki = 1/s, 2/s, 3/s, 4/s, 5/s, 1/2s, 1/3s, 1/4s, 1/5s.4. Isi boring praktikum sesuai dengan perintah Borang.

IV. RANGKAIAN SIMULASI

Gambar 1. 1 Rangkaian Simulasi Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller dengan Nilai Ki = 1/s

input

output

Gambar 1. 2 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 1Dari gambar 1.2 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step pada scope 1. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Pada gambar 1.2 dapat dilihat perbandingan grafik input dan grafik output pada satu skala.

Nilai input = 1

Nilai out put = 0,3825

Nilai error = 0,6175Gambar 1. 3 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC tanpa I Controller pada scope 2Dari gambar 1.3 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Gambar 1.3 juga memiliki error sebesar 0.6175 dan output sebesar 0.3825.

Gambar 1. 4 Rangkaian Simulasi Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller dengan nilai Ki = 2/s

input

outputGambar 1. 5 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 1Dari gambar 1.5 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step pada scope 1. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Pada gambar 1.5 dapat dilihat perbandingan grafik input dan grafik output pada satu skala.

Input = 1

Output = 0,6112

Error = 0,3888Gambar 1. 6 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 2Dari gambar 1.6 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Gambar 1.6 juga memiliki error sebesar 0.3888 dan output sebesar 0.6112.

Gambar 1. 7 Rangkaian Simulasi Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller dengan Ki = 3/s

input

output

Gambar 1. 8 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 1Dari gambar 1.8 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step pada scope 1. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Pada gambar 1.8 dapat dilihat perbandingan grafik input dan grafik output pada satu skala.

input = 1

output = 0,7647

error = 0,2353

Gambar 1. 9 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 2Dari gambar 1.9 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Gambar 1.9 juga memiliki error sebesar 0.2353 dan output sebesar 0.7647.


input

outputGambar 1. 11 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 1Dari gambar 1.11 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step pada scope 1. Bahwa respon bisa mengikuti atau mendekati set point yang diberikan sebesar 1 satuan, namun masih terdapat error. Pada gambar 1.11 dapat dilihat perbandingan grafik input dan grafik output pada satu skala.

input = 1

output = 0,8648

error = 0,1352 Gambar 1. 12 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 2Dari gambar 1.12 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Gambar 1.12 juga memiliki error sebesar 0.1352 dan output sebesar 0.8648.


input

outputGambar 1. 14 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 1Dari gambar 1.14 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step pada scope 1. Bahwa respon bisa mengikuti atau mendekati set point yang diberikan sebesar 1 satuan, namun pada output masih terdapat error. Pada gambar 1.14 dapat dilihat perbandingan grafik input dan grafik output pada satu skala.

input = 1

output = 0,07229

error = 0,9277Gambar 1. 15 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 2Dari gambar 1.12 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Gambar 1.12 juga memiliki error sebesar 0.9277 dan output sebesar 0.07229.

Gambar 1. 16 Rangkaian Simulasi Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller dengan Ki = 1/2s

input


input = 1

output = 0,2312

error = 0,7687Gambar 1. 18 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 2

Dari gambar 1.18 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Gambar 1.18 juga memiliki error sebesar 0.7687 dan output sebesar 0.2312.


input


input = 1

output = 0,1745



input

outpoutGambar 1. 23 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 1Dari gambar 1.23 di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step pada scope 1. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Pada gambar 1.23 dapat dilihat perbandingan grafik input dan grafik output pada satu skala.

input = 1

output =0,1447



input


input = 1

output = 0,1265

error = 0,8735Gambar 1. 27 Respon Sistem Pengendalian Motor Servo DC dengan I Controller pada scope 2Dari gambar 1.27di atas dapat dilihat hasil dari kinerja respon dari motor servo DC dengan pengendalian I controller yang diberikan input sinyal step. Bahwa respon tidak bisa mengikuti set point yang diberikan sebesar 1 satuan. Gambar 1.27 juga memiliki error sebesar 0.8735 dan output sebesar 0.1265.

EMBED Visio.Drawing.11

4

_1426919697.unknown

_1426919701.unknown

_1426919705.unknown

_1426919707.unknown

_1426919709.unknown

_1429425809.vsd+

+

R

L

DC MOTOR

InertialLoad 3

_1429591722.vsd

_1426919708.unknown

_1426919706.unknown

_1426919703.unknown

_1426919704.vsd+

-

_1426919702.unknown

_1426919699.unknown

_1426919700.unknown

_1426919698.unknown

_1426919692.unknown

_1426919695.unknown

_1426919696.unknown

_1426919694.unknown

_1426919689.unknown

_1426919691.unknown

_1426919688.vsdPID

Fuzzy Logic Controller

MOTOR SERVO DC

KOLEKTOR PIRINGAN

SENSOR PHOTOVOLTAIC

+

-

+

+

Input

Cahaya Matahari

Output

POSISI PELACAK

Sinyal

motor servo dc dengan i controller

Documents