Pemodelan Matematis dan Simulasi Open Loop Serta Closeloop Motor DC Rotary type S-50-5 Orde 2

Abstract

Penelitian ini secara mendalam membahas mengenai permodelan matematis motor DC baik pada sistem open loop maupun closed loop, yang masing-masing memiliki karakteristik dan performa yang berbeda. Motor DC sendiri merupakan salah satu komponen yang sangat penting dalam berbagai aplikasi industri, seperti pada mesin produksi, robotika, dan sistem otomasi, karena kemampuannya untuk memberikan kontrol yang presisi terhadap kecepatan dan posisi porosnya. Pada sistem open loop, pengendalian motor DC dilakukan dengan memberikan tegangan input tertentu tanpa adanya mekanisme umpan balik dari output yang dihasilkan. Hal ini menyebabkan respons sistem menjadi kurang akurat, lebih lambat, dan cenderung rentan terhadap gangguan eksternal maupun variasi beban, karena sistem tidak dapat menyesuaikan diri secara otomatis terhadap perubahan kondisi lingkungan atau beban kerja.

Model matematis pada sistem open loop didasarkan pada persamaan diferensial yang relatif sederhana, yang menggambarkan hubungan langsung antara tegangan input, arus, dan kecepatan output motor, tanpa memperhitungkan adanya koreksi dari error pada output. Berbeda halnya dengan sistem closed loop, di mana digunakan mekanisme umpan balik (feedback) untuk memonitor output motor secara terus-menerus dan mengoreksinya agar selalu sesuai dengan nilai referensi atau setpoint yang diinginkan. Model matematis sistem closed loop biasanya lebih kompleks karena melibatkan tambahan elemen kontroler, seperti PID (Proportional-Integral-Derivative), yang berfungsi untuk meminimalkan kesalahan steady-state, mengurangi overshoot, serta meningkatkan stabilitas dan kecepatan respons sistem terhadap perubahan.

Melalui simulasi dan analisis performa, penelitian ini menunjukkan bahwa sistem closed loop secara signifikan memiliki performa yang lebih baik dibandingkan open loop, terutama dalam hal respons transien, ketahanan terhadap gangguan, dan stabilitas sistem secara keseluruhan. Temuan ini semakin menegaskan pentingnya penerapan umpan balik pada motor DC dalam rangka meningkatkan efektivitas, efisiensi, dan keandalan sistem pada aplikasi praktis di dunia industri modern.