PERANCANGAN KONTROL SLIP PADA ELECTRICAL

WHEEL HAUL TRUCK MENGUNAKAN METODE SLIDING

MODE CONTROLLER

Ahmad Faizal

2211202007

Dosen Pembimbing:

Dr. Ir. Mochammad Rameli.

Ir. Rusdhianto Effendi AK.,MT.

Outline• LATAR BELAKANG

• RUMUSAN MASALAH

• TUJUAN

• BATASAN MASALAH

• KONTRIBUSI

• METODOLOGI PENELITIAN

BAB 1

• HAULTRUCK

• MOTOR INDUKSI

• DTC

• DINAMIKA KENDARAAN

• SLIDING MODE

BAB 2

• PERANCANGAN DTC

• PERANCANGAN SLIP PADA KENDARAAN

• PERANCANGAN PENGENDALI

BAB 3

• ANALISA HASIL DAN SIMULASI

BAB 4

• KESIMPULAN

BAB 5

1. Pendahuluan

Latar belakang

Perkembangan dalam peralatan dan fasilitas

transportasi pada saat sekarang ini semakin

berkembang, Salah satu alat transportasi darat

yaitu haul truck

Pada wheel haul truck slip merupakan masalah

utama yang berpengaruh terhadap kinerja

kendaraan sehingga mengakibatkan

keterlambatan proses produksi dan distribusi.

Pendahuluan

Rumusan masalah

Mengendalikan slip yang terjadi pada wheel haul

truck dengan motor induksi menggunakan

pengendali sliding mode pada saat kenderaan

bergerak lurus.

Tujuan

Merancang pengendali sliding mode pada motor

induksi agar dapat mengurangi slip pada wheel

haul truck.

Pendahuluan

Batasan Masalah

Jalan hanya untuk jalanan yang lurus, tidak berbelok,

maupun tidak menanjak dan menurun.

Tidak membahas masalah suspensi pada kendaraan

Pemodelan Slip pada ban hanya mengambil

seperempat bagian dari kendaraan atau satu roda

Kontribusi

Merancang pengendali sliding mode pada motor

induksi agar dapat mengurangi slip pada wheel haul

truck

Pendahuluan

Metodologi Penelitian Mengumpulkan dan mempelajari literatur yang

mendukung penelitian.

Mempelajari pengendali sliding mode controller

Mendisain dinamika kendaraan

Mendisain kontrol sliding mode controller

Menerapkan pengendali pada sistem

Melakukan simulasi sistem dan menganalisaperformansi dari sistem

Menarik kesimpulan.

2. Dasar Teori

HaulTruck

Kendaraan truck dengan kapasitas 0- 400 ton yang

sering disebut haul truck. Truk tambang jenis ini tergolong

kelompok kendaraan dengan penggerak roda belakang.

Truk dipakai ditambang karena mudah dan fleksibel.[4]

Motor induksi

Motor induksi 3 fasa adalah alat penggerak yang paling

banyak digunakan dalam dunia industri. Hal ini

dikarenakan motor induksi mempunyai konstruksi yang

sederhana, kokoh, harganya relatif murah, serta

perawatannya yang mudah, sehingga motor induksi mulai

menggeser penggunaan motor DC pada industri.

Kontruksi Motor Induksi

8

Model Motor Induksi

Rs

Lls Llr

+

i_qs

Rr

i_qr

ωλds (ω-ωr)λdr

LM

+

__

Rs

Lls Llr

+

i_ds

Rr

i_dr

ωλqs (ω-ωr)λqr

LM

+

__

Vqs

VdsVdr

Vqr

Rangkaian ekivalen dq motor induksi 3 fasa

dr

qr

ds

qs

rrrrMMr

rrrrMrM

MMsss

MMsss

dr

qr

ds

qs

i

i

i

i

pLrLpLL

LpLrLpL

pLLpLrL

LpLLpLr

V

V

V

V

.

)()(

)()(

Pemisahan variabel stator

dan rotor transformator

Mlss LLL

Mlrr LLL

DIRECT TORSI CONTROL (DTC)

Vabc

Iabc

F_est

T_est

alphaAlpha

Sector

D_Phi

F_est

Sector

D_TeGates

D_Phi

D_Te

F_error

T_error

+-

G

MI

+-

Vdc

F_ref

T_ref

F_est T_est

F_error

T_error

Comparator

HysterisisSwitching

Table

Estimator

Va

Vb

Vc

TL

Perancangan Estimator DTC

dsqsqsdse iipT ..2

3

22qsdss

ds

qs

s1tan

ssss RiV

dt

d.

Model Dinamika Kendaraan Bergerak Lurus

Gaya hambatan total pada kendaraan adalah:

Froll adalah Gaya hambatan awal gerak (start), Faero adalah GayaHambatan gerak saat berjalan, dan Fslope = Gaya Hambatan padatanjakan (N)

h

X

Fa

ha

RrrRrf Ff Fr

Wf Wr

L

mg

tot roll aero slopeF F F F

Model Dinamika Roda Penggerak

Gambar Skematik gerak dari roda penggerak

.roda motor gearK

.roda rodaV R

Model Dinamika Slip

Kecepatan linier dari kendaraan:

Persamaan kecepatan Slip( ) ( ( ). . ).( )s totV t V W g F MS

( )slip roda tV V V

3. Perancangan slip pada kendaraan

Perancangan Pengendali Sliding mode

Metode sliding mode

menggunakan plant model

diperoleh dari :

Mencari error dari sistem

Menentukan persamaan

permukaan luncur

Untuk mendapatkan nilai

maka persamaan permukaan

luncur diturunkan

Menjadi

yayaya

ubub

012

01

edt

dS

n 1

11 xxe d

1111 xxxxedt

dS dd

11110 xxxxS dd

Parameter Motor Induksi

No Nama Parameter Nilai

1 Tenaga Motor (Kwatt) 150

2 Tegangan Motor (volt) 460

3 Frekuensi (Hz) 60

4 Jumlah pasang kutub 2

5 Tahanan stator (ohm) 14,85e-3

6 Tahanan Rotor (ohm) 9,25e-3

7 Induktansi stator (H) 0,3027e-3

8 Induktansi rotor (H) 0,3027e-3

9 Induktansi magnetic (H) 10,46e-3

10 Momen inersia (kg.m2) 3.1

11 Koefisien redaman (N.m.s/rad) 0,08

Simulasi sistem kontrol slip

4. Hasil pengujian sistem

Respon Kecepatan DTC

Tanpa beban dan

Tanpa kontroler

Ada beban dan

Tanpa kontroler

Hasil Pengujian Sistem

Tanpa beban dan

Tanpa kontrolerAda beban dan

Tanpa kontroler

ResponTorsi Elektromagnetik DTC

Pengujian Motor Induksi dengan Dinamika Kendaraan

Tanpa Pengendali

Respon Kecepatan Kendaraan Respon Kecepatan Motor Induksi

Pengujian Motor Induksi dengan Dinamika KendaraanTanpa

Pengendali

ResponTorsi Elektromagnetik Respon Slip pada Dinamika kendaraan

Pengujian Motor Induksi dengan Dinamika Kendaraan

menggunakan Pengendali

Respon Kecepatan Kendaraan Respon Kecepatan Motor Induksi

Pengujian Motor Induksi dengan Dinamika Kendaraan

menggunakan Pengendali

ResponTorsi Elektromagnetik Respon Slip pada Dinamika kendaraan

Nilai Respon Trasien

Respon DTC + Dinamika

Kendaraan Tanpa

Pengendali

DTC + Dinamika

Kendaraan dengan

Pengendali

Constant Time ( ) 2,4 s 3,5 s

Settling Time

ts (±5%)

ts (±2%)

ts (±5%)

7,2 s

9,6 s

12 s

10,5 s

14 s

17,5 s

Rise Time (tr)

tr(5%-95%)

tr(5%-95%)

7,06 s

5,27 s

10,3 s

7,6 s

Delay time (td) 1.66 s 2,4 s

5. Kesimpulan

Dari hasil perancangan dan simulasi kontrol slip yang

telah dilakukan didapat ditarik kesimpulan sebagai

berikut:

Metode pengaturan slip pada kendaraan haul truck

menggunakan pengendali sliding mode mampu

mengurangi slip pada kendaraan sesuai dengan setpoint

yang diinginkan.

Respon untuk kecepatan rotor dan kecepatan

kendaraan menggunakan pengendali sliding mode untuk

mencapai keadaan tunak yaitu 3.1 s untuk kecepatan

rotor dan 3.5 s untuk kecepatan kendaraan.

DAFTAR PUSTAKA1. Barnes, Malcom (2003).”PracticalVariabel speed driver and power electronics’.newnes

2. A.A.Pujol (2000),“Improvement in Direct Torque Control of Induction Motors”, Thèse de doctorat deL’UPC,November.

3. Yongchang Z & Zhengming Z,(2002),” Comparative Study of PI, Sliding mode and Fuzzy Logic Pengendalifor Rotor Field Oriented Controlled Induction Motor Drives”, IEEETransactions On Industry Applications.

4. F. Zidani, M.E.H. Benbouzid, D. Diallo’ and A. Benchatb(2003),” Active Fault-Tolerant Control of InductionMotor Drives in EV and HEV Against Sensor Failures Using a Fuzzy Decision Sistem”,IEEE Trans. On, hal.677- 683 vol.2.

5. Lakhdar M & Katia K, (2004),” Influence of Fuzzy Adapted Scaling Factor On The Performance of A FuzzyLogic Pengendali Based On An Indirect Vector Control For Induction Motor Drive, Journal of ELECTRICALENGINEERING,VOL. 55, NO. 7-8

6. Tian Haiyong, Shen Yanhua, Zhang Wenming, Jin Chun, (2011),” Slip Ratio Control for Articulated DumpTruck Based on Fuzzy Sliding mode, IEEE

7. Brian Heber, Longya Xu, Tang Yifan, 1997. Fuzzy Logic Enhanceed Speed Control of an Indirect FieldOriented Induction Machine drive. IEEETransaction on Power Electronic. Vol 12 No.5.

8. Dewi Kartika,(2011),”Perancangan Kontrol Traksi pada Electrical Wheel Haul Truck mengunakan MetodeAdaptip Fuzzy Logic Pengendali (AFLC),” Thesis JurusanTeknik Elektro ITS, Surabaya

9. Kaifler.( 2000),“Three phase motor 1TB 2830-3GA02 wheel haul truck”, Siemens,.

10. K. Hartani, M. Bourahla, Y. Miloud, M. Sekkour(2009),” Electronic Differential with Direct Torque FuzzyControl forVehicle Propulsion Sistem”, Turk J Elec Eng & Comp Sci,Vol.17, No.1.

11. Makoto Iwasaki, Tomohiro Shibata and Nobuyuki Matsui(1998),” Disturban e Observer-Based NonlinearFriction CompensationinTable Drive Sistem’’, IEEE/ASME trans on mechatronict,vol 4. No.1.pp-9-16.

12. SlotineWeiping Li.( 1991),“Applied Nonlinear Control”. Prentice Hall.

13. N. Djeghali, M. Ghanes, S. Djennoune, J. P. Barbot and M. Tadjine(2010),” Fault Tolerant Control forInduction Motors using Sliding mode Observers,”IEEE.

14. Sutantra. I.Nyoman,“Teknologi Otomotif: teori danAplikasinya”GunaWidya, Surabaya, 2001.