7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
1/49
Perancangan Sistem Kontrol PIDuntuk Pengendali Sumbu Elevasipada Turret Gun Kaliber 20 mm
Oleh :
Dimas Kunto Ariwibowo2110100042
Dosen Pembimbing: Arif Wahjudi, !", #!", Ph"D"
$endro %urhadi, Di&l, 'ng", Ph"D"
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
2/49
Latar Belakang
Pertahanan %egara
Perlindungan terhada& &rajurit darian(aman di medan &erang
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
3/49
)agaimana &eran(angan dan analisa hasil
simulasi metode &engendali P'D &ada turret*
gun otomatis +aliber 20 milimeter untu+
sumbu eleasi -
Perumusan asala!
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
4/49
oftware .ang diguna+an dalam &eran(angan dan simulasiadalah #atlab dan imulin+
+enario &enemba+an .ang ditentu+an adalah &enemba+an.ang dila+u+an &ada turret*gun .ang ter&asang &ada
+endaraan .ang diam /&osisi teta&"
Pengendalian dibatasi &ada +ontrol in&ut oltase &ada motor,untu+ menda&at+an nilai out&ut beru&a &osisi angular daribagian laras turret*gun"
inearisasi sistem eleasi dila+u+an dengan +ondisi setimbang&ada &osisi sudut dari laras turret*gun / sebesar 00
Batasan asala!
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
5/49
!arget &enemba+an terleta+ &ada jara+ 2,+ilometer di daratan
#otor .ang diguna+an &ada &eran(angansistem +ontrol ini adalah motor D5 mer+6A ti&e 7#
istem transmisi .ang diguna+an &adasistem turret*gun sumbu eleasidiasumsi+an lossless gear.
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
6/49
!ujuan dari tugas a+hir ini adalahmeran(ang dan menganalisa metode&engendali P'D &ada turret*gun otomatis+aliber 20 milimeter &ada sumbu eleasibeserta simulasin.a"
Tu"uan
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
7/49
Pengetahuan sistem +endali P'D .angditera&+an &ada turret*gun otomatis +aliber 20milimeter untu+ sumbu eleasi da&at di&eroleh"
Da&at dijadi+an sebagai bahan &ertimbangandalam menentu+an +ebija+an &ada&engendalian turret*gun otomatis +aliber diatas
20 milimeter"
an#aat
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
8/49
Penelitian Terda!ulu
8A5A95
5ontrol imulation of anAutomati( !urret un
based on 9or(e 5ontrol#ethod
P'D
8A5
%as.ir, d++/2014
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
9/49
P'D 8A5
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
10/49
8A5A95
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
11/49
P'D
KP K' KD
8ise !ime:Oershoot:ettling time: error :eliminate
8ise !ime:Oershoot:ettling time: small
(hange error :
8ise !ime: small(hange
Oershoot:ettling time: error : small (hange
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
12/49
Diagram $lirPenelitian
etodologi
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
13/49
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
14/49
Blok Diagram Sistem Kontrol
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
15/49
odel Sistem
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
16/49
Persamaan Dinamik Sistem Turret%Gun
Dimana,
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
17/49
#a+a,
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
18/49
&ree Bod' Diagram
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
19/49
Persamaan #otor D5,
Dimana,
dan,
#a+a,
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
20/49
Dimana,
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
21/49
Dimisal+an,
A&abila,
Linearisasi Sistem
; 0
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
22/49
Kondisi +esetimbangan :
*
*
Persamaan inearisasiJacobian:
Persamaan tate &a(e :
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
23/49
#a+a,
; A
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
24/49
#assa gun, m2; 110 +g Panjang gun, 82; 2,
#omen inersia motor D5, Dm; 0,01 Kg?m2
@oltage (onstant motor D5, Kb; > @?Kr&m
!orue (onstant motor D5, Kt; 0,>2 %m?A
Armature resistan(e, 8a; 0,=1 ohm
raitasi, g ; 7,> m?s2
Parameter Sistem
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
25/49
Bntu+ linearisasi &ada
!ransfer 9un(tion :
odel State Space dan Trans#er&unction
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
26/49
(ontrolabilit' dan)bserveabilit'
#A!A)
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
27/49
Design 5riteria :
etode *oot Locus
Perancangan PID (ontroller
4,>=
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
28/49
+ncompensated
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
29/49
Interest Point
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
30/49
C
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
31/49
PD (ompensated
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
32/49
+ncompensated PD (ompensated
Plant and
(ompensator
Dominant Poles
*
K 0,00447 >11
- 0,12= 0,4=
.n 1,=1 4,>=
/)S =>,2 ,=
Ts 20"4 1,
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
33/49
PID (ompensated
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
34/49
PD (ompensated PID (ompensated
Plant and
(ompensator
Dominant Poles
K >11 >11
- 0,4= 0,4=
.n 4,>= 4,>=
/)S 20 1 0
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
35/49
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
36/49
etode iegler%3ic!ols
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
37/49
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
38/49
+ncompensated PID (ompensated
Plant and
(ompensator
K0,00447
1,4
- 0,12= 0,>01
.n 1,=1 >,7
/)S =>,2 17,7
Ts 20"4 0,7
Tp 2 0,221
ero
*
Stead' state error
1/ 77"7 0
+ncompensated PID (ompensated
Plant and
(ompensator
K0,00447
1,4
- 0,12= 0,>01
.n 1,=1 >,7
/)S =>,2 17,7
Ts 20"4 0,7
Tp 2 0,221
ero
*
Stead' state error
1/ 77"7 0
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
39/49
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
40/49
$nalisa Kestabilan *ootLocus
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
41/49
*out! Table
1 414,12
>11,
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
42/49
Simulasi etode *ootLocus
Simulasi etode iegler 3ic!ols
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
43/49
Simulasi etode iegler 3ic!ols
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
44/49
Desain P'D sistem +ontrol eleasi turret*gun denganmengguna+an metode Root Locus menghasil+an +onstanta , , dansebagai beri+ut :
Desain P'D sistem +ontrol eleasi turret*gun dengan
mengguna+an metodeZiegler-Nichols menghasil+an +onstanta , ,dan sebagai beri+ut :
Desain P'D sistem +ontrol eleasi turret*gun dengan
mengguna+an metode Root Locus menghasil+an nilai overshootdan steady state error .ang telah memenuhi +riteria desain,sedang+an untu+ &arameter settling time belum memenuhi+riteria desain .ang diingin+an
Kesimpulan
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
45/49
Desain P'D sistem +ontrol eleasi turret*gun denganmengguna+an metode Ziegler-Nichols menghasil+an nilaiovershoot dan steady state error serta settling time .ang telahmemenuhi +riteria desain .ang diingin+an"
Analisa +estabilan sistem +ontrol eleasi turret*gun untu+ metodeRoot Locus menunju++an bahwa sistem +ontrol telah stabil" $altersebut di+arena+an sistem tida+ memili+i a+ar*a+ar pole .angberada &ada daerah right half-plane serta tida+ mengalami
&erubahan tanda &ada +oesien dalam routh table"
Analisa +estabilan sistem +ontrol eleasi turret*gun untu+metode Ziegler-Nichols menunju++an bahwa sistem +ontroltelah stabil" $al tersebut di+arena+an sistem tida+ memili+i
a+ar*a+arpole .ang berada &ada daerah right half-planesertatida+ mengalami &erubahan tanda &ada +oesien dalam routhtable"
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
46/49
Pemilihan gain &ada &eran(angan P'D untu+ sistem +ontroldengan metode Root Locus sebai+n.a tida+ terfo+us &ada titi+interest point saja" Gain sebai+n.a diariasi+an sam&ai sesuaidengan +riteria desain sehingga menghasil+an res&on transient.ang diingin+an"
Saran
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
47/49
#ohon Kriti+ dan aran untu+Kelan(aran !ugas A+hir ini
Terima Kasi!
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
48/49
7/26/2019 Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Elevasi
49/49