Karakterisasi Respon Transien Motor AC Satu Fasa Menggunakan Pemodelan Matematis Berbasis Step Response

Abstract

Pemodelan matematis motor induksi AC satu fasa merupakan langkah penting dalam perancangan sistem kendali yang presisi, namun sering kali dihadapkan pada kendala akurasi dalam merepresentasikan karakteristik dinamis nyata dari motor tersebut. Ketidaktepatan dalam pemodelan dapat menyebabkan deviasi signifikan antara hasil simulasi dan respon aktual sistem, terutama dalam aplikasi yang membutuhkan kestabilan dan kecepatan respons tinggi. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengembangkan dan menganalisis model matematis orde satu dan orde dua dari motor induksi AC satu fasa tipe JY2-2 berbasis respon langkah (step response), dengan tujuan mengevaluasi karakteristik transien dan tunak dari sistem.

Kontribusi utama dari penelitian ini adalah penyajian perbandingan antara model orde satu dan orde dua berdasarkan hasil simulasi numerik menggunakan MATLAB/Simulink. Penelitian ini mencakup formulasi model listrik dan mekanik motor berdasarkan hukum Kirchhoff dan hukum Newton untuk gerak rotasi, transformasi ke domain Laplace untuk mendapatkan fungsi alih, serta analisis respon sistem dalam konfigurasi terbuka (open-loop) dan tertutup (close-loop).

Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa model orde dua memberikan representasi yang lebih akurat terhadap dinamika motor, dengan waktu naik dan waktu tunak yang lebih cepat serta overshoot yang dapat dikendalikan. Di sisi lain, model orde satu memiliki struktur yang lebih sederhana dan mudah diimplementasikan, namun kurang akurat dalam menangkap kompleksitas dinamika motor.

Kesimpulannya, model orde dua lebih direkomendasikan untuk aplikasi kendali yang menuntut presisi dan kecepatan, serta dapat diintegrasikan dengan strategi kendali lanjutan seperti PID atau adaptive control. Sementara itu, model orde satu tetap relevan untuk analisis awal atau sistem dengan keterbatasan komputasi. Penelitian ini memberikan dasar kuat untuk pengembangan lebih lanjut dalam sistem identifikasi dan desain kontrol motor AC satu fasa