2020 : PERANCANGAN FAULT TOLERANT CONTROL (FTC) PADA PENGENDALIAN KECEPATAN MOTOR BRUSHLESS DC (BLDC) BERBASIS METODE BIAS FAULT ESTIMATION DENGAN OPTIMISASI l_0 NORM CONSTRAINT

Putri Yeni Aisyah S.T., M.T
Dr. Katherin Indriawati ST, MT

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Rencana Umum Energi Nasional (RUEN) pada Peraturan Presiden No.22 Tahun 2017 dan revolusi industri 4.0, mendorong pihak-pihak terkait untuk memenuhi target penurunan polusi udara dan ketergantungan pada bahan bakar fosil. Salah satu langkah yang dipilih oleh pemerintah adalah pada bidang transportasi listrik karena lebih ramah lingkungan. Motor listrik yang sering digunakan untuk transportasi listrik adalah motor BLDC. Motor BLDC lebih sering digunakan pada dunia industri dan transportasi dikarenakan efisiensi yang tinggi, torsi yang tinggi, kecepatan tinggi dan dapat divariasikan dan biaya perawatan yang rendah. Pada banyak aplikasi, motor BLDC dituntut beroperasi pada kecepatan tertentu dengan beban yang bervariasi. Untuk keperluan ini, maka diperlukan sistem pengendalian kecepatan. Dalam hal ini, informasi kecepatan sangat dibutuhkan, salah satu caranya adalah dengan memperkirakan kecepatan dari pengukuran arus stator. Namun jika terjadi kesalahan dalam pengukuran arus dapat menyebabkan adanya error. Jenis kesalahan pada pengukuran arus stator adalah akibat adanya kesalahan inter-turn stator (internal faults). Kesalahan ini disebabkan oleh deteorasi yang bertahap pada insulasi pada stator yang menimbulkan hubungan arus pendek (short-circuit). Jika hal tersebut terjadi, maka menimbulkan arus yang tinggi dan meningkatkan beban kerja motor BLDC. Pada akhirnya, perubahan torsi beban motor BLDC akan menyebabkan kesalahan yang mengakibatkan rusaknya motor BLDC dalam waktu singkat jika dibiarkan. Penelitian ini mengusulkan penggunaan metode estimasi kesalahan dari komponen sistem motor BLDC pada strategi fault tolerant control (FTC). Kelebihan dari skema ini adalah bahwa hasil estimasi kesalahan dapat dijadikan acuan untuk membuat jadwal pemeliharaan sistem. Hal ini dikarenakan, FTC mampu menjamin kestabilan sistem dan performa yang ditetapkan, tidak hanya ketika sistem bekerja tanpa kesalahan namun juga saat ada kesalahan pada komponen sistem. FTC merupakan sistem penting dalam aplikasi safety karena mampu mengatasi kesalahan minor yang akan menyebabkan kesalahan mayor bahkan kegagalan jika dibiarkan. Metode estimasi kesalahan dibangun menggunakan optimisasi â„“0 norm constraint. Metode estimasi ini memiliki struktur yang sederhana karena hanya menggunakan sebuah observer tunggal. Formulasi optimisasi dengan â„“0 norm constraint diturunkan dengan menerapkan teknik compressed sensing agar estimasi kesalahan bias dapat digunakan untuk estimasi kesalahan beberapa komponen oleh observer tunggal. Hal ini menjawab masalah keteramatan (observability) yang ditemui pada kasus penggunaan observer tunggal untuk mengestimasi beberapa kesalahan dengan variabel pengukuran yang terbatas (lebih sedikit dari pada jumlah kesalahan yang diestimasi). Hasil estimasi selanjutnya digunakan untuk mengompensasi kesalahan sistem pada motor BLDC dengan skema FTC. Prinsip yang digunakan dalam mekanisme kompensasi ini ada dua, yaitu: (i) menyediakan sinyal pengukuran yang benar bagi sistem kontrol dan (ii) menghasilkan sinyal aktuasi yang tepat. Kata kunci : Motor BLDC, Fault Tolerant Control, Compressed Sensing