Pemodelan dan Simulasi Pengaturan Kecepatan Motor DC Berbasis PID

Abstract

Pengaturan kecepatan motor DC secara optimal menuntut adanya pendekatan yang sistematis dan akurat dalam hal pemodelan serta identifikasi sistem. Hal ini dikarenakan kedua aspek tersebut merupakan fondasi utama dalam proses perancangan pengendali yang mampu bekerja secara efisien, andal, dan tanggap terhadap berbagai kondisi operasional. Penelitian ini secara khusus diarahkan pada pengembangan strategi yang efektif untuk membangun model matematis motor DC dan mengidentifikasi parameter-parameter sistem yang memiliki pengaruh signifikan terhadap dinamika motor. Pemodelan yang tepat memungkinkan pemahaman menyeluruh terhadap karakteristik dinamik motor DC, seperti respon terhadap sinyal masukan, inersia, serta konstanta motor. Sementara itu, identifikasi sistem berperan penting dalam memperoleh parameter aktual dari sistem fisik yang menjadi dasar dalam penyusunan model dan tuning pengendali. Dalam studi ini, kontroler yang digunakan adalah Proporsional-Integral-Derivatif (PID), yang dikenal luas karena kemampuannya dalam menghasilkan respon sistem yang cepat, minim overshoot, serta kestabilan tinggi, bahkan dalam kondisi adanya gangguan maupun perubahan beban. Penyusunan kontrol PID didasarkan pada hasil pemodelan dan identifikasi sistem sebelumnya, yang kemudian digunakan sebagai dasar dalam penyesuaian parameter-parameter kontroler agar sesuai dengan karakteristik dinamis motor DC yang dikaji. Hasil integrasi antara model, parameter aktual, dan tuning kontrol PID menunjukkan performa pengendalian yang sangat baik. Berdasarkan simulasi dan pengujian, sistem yang dikembangkan mampu mencapai waktu tunak sebesar 2,5 detik, dengan overshoot maksimal hanya 3,45%, serta kesalahan keadaan tunak (steady-state error) yang nyaris nol.Temuan ini menegaskan bahwa pendekatan berbasis identifikasi sistem yang terintegrasi dengan metode kontrol PID tidak hanya mampu meningkatkan efisiensi kinerja pengendalian motor DC, tetapi juga memberikan kestabilan dan presisi tinggi dalam berbagai kondisi kerja. Oleh karena itu, pendekatan ini sangat potensial untuk diterapkan dalam aplikasi industri yang menuntut sistem kendali kecepatan yang adaptif, handal, dan memiliki tingkat responsivitas tinggi terhadap dinamika sistem yang kompleks dan berubah-ubah.