Representasi Matematis dan Simulasi Sistem Dinamik Motor DC054B-5

Abstract

Penelitian ini mengkaji pemodelan matematis dua jenis motor listrik, yaitu motor DC Type DC054B-5, dengan tujuan utama untuk menganalisis karakteristik dinamis serta merancang sistem kontrol yang optimal melalui pendekatan matematis. Pemodelan dilakukan secara komprehensif dengan mempertimbangkan aspek listrik, mekanik, dan elektromekanis dari kedua motor. Proses pemodelan diawali dengan menyusun persamaan diferensial yang menggambarkan hubungan antara arus, tegangan, torsi, dan kecepatan sudut, kemudian ditransformasikan ke dalam domain frekuensi menggunakan Transformasi Laplace untuk memperoleh fungsi alih (transfer function).

Untuk motor DC, model mencakup rangkaian armature, back EMF, konstanta torsi, dan momen inersia. Pemodelan menggunakan pendekatan rangkaian RLC, transformasi dq, serta dinamika stator dan rotor. Fungsi alih dari kedua motor dihitung dalam representasi orde 1 dan orde 2, yang kemudian divisualisasikan melalui simulasi MATLAB/Simulink, baik pada mode open-loop maupun closed-loop. Analisis ini mencakup evaluasi parameter performa seperti respon transien, kestabilan sistem, overshoot, rise time, serta pengaruh perubahan beban dan tegangan masukan terhadap sistem.

Laporan ini juga mengintegrasikan metode identifikasi sistem, baik secara analitik (berbasis teori fisika) maupun eksperimen (pengujian langsung), untuk menentukan parameter sistem seperti resistansi, induktansi, konstanta motor, dan momen inersia. Identifikasi parameter dilakukan menggunakan teknik estimasi seperti least squares dan fitting simulasi. Pendekatan ini memungkinkan prediksi performa motor secara lebih akurat dan efisien sebelum implementasi nyata.

Secara keseluruhan, hasil dari pemodelan dan simulasi menunjukkan bahwa pendekatan matematis mampu menggambarkan perilaku dinamis motor dengan baik dan menjadi dasar penting dalam perancangan sistem kontrol modern, termasuk kontroler PID, fuzzy, maupun berbasis AI. Laporan ini diharapkan dapat memberikan kontribusi signifikan bagi mahasiswa teknik elektro dan praktisi industri dalam memahami prinsip kerja motor listrik serta mengembangkan sistem kendali yang andal dan efisien.

Kata kunci: Motor DC, Pemodelan Matematis, Fungsi Alih, Transformasi Laplace, Sistem Kontrol, Simulasi MATLAB, Identifikasi Sistem.