Representasi Matematis dan Simulasi Sistem Dinamik Motor DC054B-6

Abstract

Penelitian ini mengkaji pemodelan matematis dua jenis motor listrik,
yaitu motor DC Type DC054B-6, dengan tujuan utama untuk
menganalisis karakteristik dinamis serta merancang sistem kontrol
yang optimal melalui pendekatan matematis. Pemodelan dilakukan
secara komprehensif dengan mempertimbangkan aspek listrik,
mekanik, dan elektromekanis dari kedua motor. Proses pemodelan
diawali dengan menyusun persamaan diferensial yang
menggambarkan hubungan antara arus, tegangan, torsi, dan
kecepatan sudut, kemudian ditransformasikan ke dalam domain
frekuensi menggunakan Transformasi Laplace untuk memperoleh
fungsi alih (transfer function).
Untuk motor DC, model mencakup rangkaian armature, back EMF,
konstanta torsi, dan momen inersia. Pemodelan menggunakan
pendekatan rangkaian RLC, transformasi dq, serta dinamika stator dan
rotor. Fungsi alih dari kedua motor dihitung dalam representasi orde 1
dan orde 2, yang kemudian divisualisasikan melalui simulasi
MATLAB/Simulink, baik pada mode open-loop maupun closed-loop.
Analisis ini mencakup evaluasi parameter performa seperti respon
transien, kestabilan sistem, overshoot, rise time, serta pengaruh
perubahan beban dan tegangan masukan terhadap sistem.
Laporan ini juga mengintegrasikan metode identifikasi sistem, baik
secara analitik (berbasis teori fisika) maupun eksperimen (pengujian
langsung), untuk menentukan parameter sistem seperti resistansi,
induktansi, konstanta motor, dan momen inersia. Identifikasi parameter
dilakukan menggunakan teknik estimasi seperti least squares dan
fitting simulasi. Pendekatan ini memungkinkan prediksi performa
motor secara lebih akurat dan efisien sebelum implementasi nyata.
Secara keseluruhan, hasil dari pemodelan dan simulasi menunjukkan
bahwa pendekatan matematis mampu menggambarkan perilaku
dinamis motor dengan baik dan menjadi dasar penting dalam
perancangan sistem kontrol modern, termasuk kontroler PID, fuzzy,
maupun berbasis AI. Laporan ini diharapkan dapat memberikan
kontribusi signifikan bagi mahasiswa teknik elektro dan praktisi
industri dalam memahami prinsip kerja motor listrik serta
mengembangkan sistem kendali yang andal dan efisien.
Kata kunci: Motor DC, Pemodelan Matematis, Fungsi Alih,
Transformasi Laplace, Sistem Kontrol, Simulasi MATLAB, Identifikasi
Sistem.