perancangan kontrol slip pada electrical wheel haul...
Post on 15-Dec-2020
8 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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.
top related