Permodelan Elektromekanis dan Analisis Fungsi Alih Motor DC Maxon DCX 35 L untuk Sistem Kontrol Presisi

Abstract

Motor DC Maxon tipe DCX 35 L merupakan salah satu aktuator presisi yang
banyak digunakan dalam sistem kendali modern seperti robotika, otomasi
industri, dan perangkat medis. Namun, perancangan sistem kendali yang
optimal memerlukan pemodelan matematis yang mampu merepresentasikan
karakteristik elektromekanis motor secara akurat. Penelitian ini bertujuan
untuk mengembangkan model elektromekanis motor DC dengan
mengintegrasikan parameter elektrik dan mekanik secara sistematis, serta
melakukan analisis fungsi alih sebagai dasar perancangan kontrol presisi.
Kontribusi utama dari penelitian ini adalah penurunan model matematis
berdasarkan parameter teknis motor seperti resistansi 0,212 Ω, induktansi
77,4 µH, konstanta torsi 0,0234 Nm/A, konstanta gaya gerak listrik balik 0,0234
Vs/rad, inersia 1,02 × 10⁻⁵ kg·m², dan friksi viskus 1,726 × 10⁻⁴ Nm.s/rad.
Metode yang digunakan mencakup penyusunan persamaan diferensial
elektromekanis dan transformasi Laplace untuk menghasilkan fungsi alih orde
satu dan dua yang kemudian disimulasikan menggunakan MATLAB/Simulink.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa fungsi alih orde dua memiliki performa
lebih presisi dengan waktu naik sebesar 0,048 detik dan overshoot 4,3%,
dibandingkan dengan model orde satu yang memiliki waktu naik 0,101 detik.
Selain itu, nilai error steady pstate pada model orde dua tercatat di bawah 0,5%
dan waktu tunak yang lebih cepat, membuktikan keunggulan representasi
dinamisnya. Dengan demikian, pemodelan elektromekanis yang diusulkan
tidak hanya memberikan akurasi tinggi dalam menggambarkan dinamika
motor, tetapi juga sangat layak digunakan sebagai dasar dalam perancangan
sistem kontrol presisi pada aplikasi berkecepatan tinggi dan berbasis akurasi.