SISTEM KENDALI KECEPATAN MOTOR BLDC MENGGUNAKAN ALGORITMA HYBRID PID-FUZZY

ROEDY KRISTIYONO, Ir. Oyas Wahyunggoro, M.T., Ph.D.

2015 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Motor BLDC secara luas digunakan pada banyak aplikasi industri karena mempunyai efisiensi tinggi, torsi tinggi dan volume noise yang rendah. Pengendalian kecepatan Motor BLDC merupakan suatu proses yang rumit. Tetapi kerumitan yang dilakukan sebanding dengan unjuk kerja dari Motor BLDC yang tinggi. Kendali PID konvensional terbukti mampu menunjukkan kinerja yang baik pada pengendalian dengan pembebanan tertentu pada plant. Tetapi setiap terjadi perubahan beban pada plant, kendali PID konvensional harus dilakukan set ulang parameter kp, ki dan kd untuk dapat menuju ke keadaan steady state sesuai dengan set point yang diinginkan. Tujuan penelitian ini adalah merancang peralatan kendali untuk Motor BLDC yang dapat menala parameter PID secara otomatis oleh logika fuzzy. Dalam penelitian digunakan mikrokontroler AVR RISC sebagai pusat kendali. Sedangkan perangkat lunak digunakan untuk algoritma pemrograman kendali PID dan kendali hybrid PID fuzzy dengan bahasa C. Agar dapat menala parameter PID yang tepat secara waktu nyata, maka dibuat sistem kendali dua aras. Aras pertama menentukan parameter PID dengan mencari batas minimal dan maksimal nilai kp, ki dan kd dengan metode kurva reaksi. Aras kedua merancang sistem fuzzy agar dapat menala penguatan PID secara otomatis, kemudian memformulasikan kedalam kombinasi 49 aturan if-then fuzzy untuk mendapatkan nilai kp, ki dan kd yang tepat dari perubahan nilai error dan delta error. Pengujian perubahan set point dan perubahan beban dihasilkan karakteristik respon sistem kendali PID konvensional dengan nilai rata-rata yaitu waktu kenaikan (tr) 0.025 detik, waktu penetapan (ts) 0.1625 detik, overshoot sebesar 15.98%. Sedangkan kendali Hybrid PID Fuzzy dihasilkan nilai rata-rata waktu kenaikan (tr) 0.0025 detik, waktu penetapan (ts) 0.057 detik, overshoot sebesar 5.42%.

BLDC motors are widely used in many industrial applications because of its high efficiency, high torque and low noise volume. BLDC motor speed control is a complex process, but complexity is equivalent to the performance of the BLDC motor. Conventional PID control has good performance in controlling the specific loading on the plant, but any changes in the load of the plant, conventional PID control should be reset to get the parameters kp, ki and kd steady state as of the desired set point. The purpose of this study is to design equipment for the control of BLDC motor that can automatically tune the PID parameters by fuzzy logic. This research used a RISC AVR microcontroller as the control center, while the software used for algorithm programming PID control and PID-fuzzy hybrid control was C language, in order to tune the proper PID parameters in real time, then made a two level control system. The first level to determining the parameters of PID by finding the minimum and maximum value of kp, ki and kd using the reaction curve method. The second level was designing fuzzy systems in order to automatically tune PID reinforcement, then formulated into a combination of 49 fuzzy if-then rules to get the value of kp, ki and kd right of errors and changes in the value of delta error. Experiment result by testing changes in set point and load changes gives response characteristics of conventional PID control systems with an average value of the rise time (tr) 0.025 seconds, the settling time (ts) 0.1625 seconds, and 15.98% overshoot while using Hybrid PID Fuzzy gives average value of the rise time (tr) 0.0025 seconds, the settling time (ts) 0057 seconds, and overshoot at 5.42%.

Kata Kunci : Motor BLDC, Brushless DC Motor, Pengendalian, PID, Fuzzy, Auto-tuning