GDL

BLDC Motor Speed Control System Using Linear Quadratic Regulator Method

Tugas Akhir, 004 / 2024 / EK
Undergraduate Theses from JBPTPPOLBAN / 2024-12-09 10:55:29
Oleh : 201354004 - Averiel Wildan Farouque (averiel.wildan16@gmail.com)
Dibuat : 2024-12-09, dengan 4 file

Keyword : Motor BLDC, Metode Linear Quadratic Regulator, Efisiensi Energi, Kontrol Optimal
Subjek : BLDC Motor, Linear Quadratic Regulator Method, Energy Efficiency, Optimal Control

Identifikasi fungsi alih motor Brushless Direct Current (BLDC) akan memiliki nilai yang berbeda-beda untuk setiap motor. Perbedaan fungsi alih dapat disebabkan oleh komponen-komponen pada motor BLDC, termasuk kecepatan dan penggunaan daya dari motor. Penggunaan daya motor BLDC dapat dipengaruhi oleh beberapa hal seperti perubahan dan kestabilan kecepatan, percepatan, dan suhu dari motor. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan identifikasi sistem motor BLDC dengan mendapatkan persamaan fungsi alih yang akan digunakan, serta merancang dan merealisasikan sistem kendali optimal Linear Quadratic Regulator (LQR). Parameter LQR dihasilkan melalui simulasi perubahan nilai matriks Q dan R hingga menghasilkan nilai J-function terkecil. Simulasi juga menghasilkan nilai penguatan K untuk diimplementasikan dan nilai parameter L pada observer diperoleh berdasarkan transfer fungsi keluaran yang diinginkan. Perancangan LQR didapatkan nilai Q11 dan Q12 sebesar 0,1 dan 0,1, nilai R sebesar 0,1, dan nilai J sebesar 54577. Nilai penguatan yang didapat dari perancangan yaitu K11 sebesar 0,0341 dan K12 sebesar 0,0047. Hasil perhitungan matematis nilai parameter L state observer dengan nilai L11 sebesar 15,7221 dan nilai L21 sebesar 0,5597. Hasil pengujian dan analisa diperoleh performa respon keluaran kendali sebesar 0,11% overshoot, 2,15 detik rise time, 3,59 detik settling time, dan 0 rpm untuk error steady state. Kendali LQR mampu mengoptimalkan penggunaan daya pada dua pengujian dengan kecepatan 150 rpm menghemat daya sebesar 19.05% dan 290 rpm dengan menghemat daya sebesar 22.92%.

Deskripsi Alternatif :

Identification of the Brushless Direct Current (BLDC) transfer function motors will have different values for each motor. Differences in transfer function can be caused by the components of the BLDC motor, including the speed and power consumption of the motor. BLDC motor power usage can be influenced by several things, such as changes and stability in speed, acceleration, and temperature of the motor. This research aims to identify the BLDC motor system by obtaining the transfer function equation that will be used, as well as designing and implementing an optimal Linear Quadratic Regulator (LQR) control system. LQR parameters are obtained through simulation by varying the Q and R matrix values to obtain the smallest J-function value. The simulation also yields the gain value K for implementation, and the parameter value L for the observer is obtained based on the desired output transfer function. The LQR design obtained Q11 and Q12 values of 0.1 and 0.1, an R value of 0.1, and a J value of 54577. The strengthening values obtained from the design are K11 of 0.0341 and K12 of 0.0047. Based on the mathematical computation, the result of the L state observer parameter value is an L11 value of 15.7221 and an L21 value of 0.5597. Testing and analysis results indicate a control output performance of 0.11% overshoot, 2.15 seconds rise time, 3.59 seconds settling time, and 0 rpm steady-state error. The LQR control effectively optimizes power consumption in two tests at speeds of 150 rpm, exhibiting power efficiency of 19.05%, and 290 rpm, exhibiting power efficiency of 22.92%.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

Properti	Nilai Properti
ID Publisher	JBPTPPOLBAN
Organisasi
Nama Kontak	Erlin Arvelina
Alamat	Jl. Trsn. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga
Kota	Bandung
Daerah	Jawa Barat
Negara	Indonesia
Telepon	022 201 3789 ext. 168, 169, 239
Fax	022 201 3889
E-mail Administrator	erlin.arvelina@polban.ac.id
E-mail CKO	erlin.arvelina@polban.ac.id