Pemodelan 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 akurasiMotor 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