Pemodelan Matematis Orde Satu dan Orde Dua Motor DC EMMT-AS-60-L-HS-RM Berdasarkan Step Response

Abstract

Motor servo EMMT-AS-60-L-HS-RM produksi FESTO merupakan aktuator presisi tinggi yang dirancang untuk aplikasi industri modern yang memerlukan performa dinamis cepat, akurasi tinggi, serta efisiensi komputasi dalam sistem kendali. Penelitian ini bertujuan menyusun dan mengevaluasi pemodelan matematis orde satu dan orde dua dari motor tersebut berdasarkan parameter teknis dalam datasheet resmi. Pemodelan dilakukan untuk menggambarkan karakteristik dinamik motor terhadap input berupa sinyal step tegangan DC, yang umum digunakan dalam proses identifikasi sistem. Parameter utama yang digunakan dalam penyusunan model meliputi resistansi fasa-fasa sebesar 2,68 Ω, induktansi gulungan 7 mH, konstanta torsi 0,44 Nm/A, konstanta waktu listrik sebesar 3 ms, serta momen inersia total 0,403 kg·cm². Model orde satu disusun dengan pendekatan tunggal konstanta waktu, sedangkan model orde dua menggabungkan interaksi antara dinamika listrik dan mekanik. Simulasi dilakukan menggunakan MATLAB/Simulink untuk memperoleh respons kecepatan sudut terhadap input tegangan step sebesar 565 V. Hasil simulasi menunjukkan bahwa model orde dua memiliki keunggulan signifikan dalam menangkap dinamika transien seperti overshoot, rise time, dan settling time. Overshoot sebesar 6,8% hanya dapat ditangkap oleh model orde dua, sementara model orde satu menghasilkan respons monoton tanpa lonjakan. Nilai NRMSE pada model orde dua tercatat <1%, menunjukkan akurasi yang tinggi terhadap data referensi. Model orde dua juga menunjukkan efisiensi komputasi yang masih layak untuk implementasi real-time pada mikrokontroler ARM Cortex-M4. Oleh karena itu, model ini lebih direkomendasikan untuk sistem kendali kecepatan motor servo yang membutuhkan presisi tinggi dan ketahanan terhadap variasi kondisi operasi.