BKG

Suharyanto, Khatijah Sofia Surya Putri (2020) Pengaturan Tegangan Keluaran Buck-Boost Converter Menggunakan Pengendali Sliding Mode. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Indonesian Abstract

Saat ini Pemanfaatan Energi Baru dan Terbarukan (EBT) semakin meningkat, salah satunya penggunaan sel surya. Dalam pemanfaatan sel surya ini terdapat kendala yaitu tegangan keluaran yang dihasilkan tidak stabil karena tergantung pada kondisi intensitas cahaya matahari yang diterima oleh sel surya. Oleh karena itu, diperlukan buck-boost converter dalam pemanfaatannya. Buck-boost converter merupakan konverter DC yang memiliki karakteristik nonlinear serta tegangan keluaran dapat diatur untuk lebih besar maupun lebih kecil dari nilai tegangan masukannya dengan mengatur besar duty cycle dari PWM. Namun hasil keluaran dari konverter tersebut tidak stabil, sehingga diperlukan pengendali. Pada penelitian ini pengendali yang digunakan adalah pengendali sliding mode (SMC) dan PID. Pengendali PID banyak digunakan karena sederhana dan efektif, namun tidak cocok untuk sistem nonlinier seperti buck-boost converter. Sedangkan pengendali sliding mode merupakan pengendali nonlinier yang tahan terhadap gangguan, pengaturan serta pengimplementasiannya yang mudah dan sederhana. Nantinya hasil simulasi unjuk kerja dari kedua pengendali tersebut dibandingkan dengan melihat settling time tegangan keluaran untuk mencapai keadaan steady state. Penelitian ini dilakukan dengan cara menentukan parameter-parameter komponen buck-boost converter dan memodelkan bentuk matematis rangkaian konverter tersebut menggunakan state space averaging. Kemudian parameter-parameter yang ditentukan untuk merancang pengendali sliding mode adalah persamaan Ueq dan Un sedangkan parameter-parameter yang ditentukan untuk merancang pengendali PID adalak Kp, Ki, dan Kd dengan metode ITAE. Selanjutnya rangkaian tersebut disimulasikan dalam Simulink MATLAB dan hasil unjuk kerja dari buck-boost converter ketika open loop (tanpa pengendali) dan close loop (menggunakan pengendali sliding mode dan PID ITAE) dibandingkan dengan melihat settling time, osilasi, dan tegangan puncak yang dihasilkan. Setelah itu, dilanjutkan dengan pengujian ketika kondisi close loop yang terdiri dari 4 perubahan, yaitu perubahan tegangan masukan, beban, tegangan referensi, serta tegangan masukan dan beban secara bersamaan. Semua perubahan yang dilakukan dimulai dari - 25% hingga 100%. Hasil yang didapat pada penelitian ini adalah buck-boost converter dengan pengendali sliding mode memiliki settling time yang lebih lambat dibandingkan dengan buck-boost converter dengan pengendali PID ITAE. Sedangkan ketika dilakukan pengujian perubahan recovery time yang dibutuhkan oleh buck-boost converter dengan pengendali sliding mode lebih lambat dibandingkan buck-boost converter dengan pengendali PID ITAE. Deviasi tegangan yang dihasilkan dari buck-boost converter dengan pengendali sliding mode lebih kecil daripada buck-boost converter dengan pengendali PID ITAE. Selain itu, dalam beberapa kondisi pengujian, parameter Kp, Ki, dan Kd dari PID ITAE tidak bisa atau tidak cocok akibat perhitungannya yang infinite sedangkan parameter Ueq dan Un dari pengendali sliding mode cocok dengan perubahan-perubahan pada seluruh pengujian.

English Abstract

Nowadays, the using of renewable energy is increase, either of them is solar cell. In the using of solar cell there is a problem which the output voltage isn’t stable because it depends on the intensity of sunlight which received by solar cell. Therefore, buck-boost converter is need in this application. Buck-boost converter is a DC converter whose nonlinear characteristic and the output voltage can be regulate to greater or smaller than the input voltage by adjusting the duty cycle of the PWM. But, the output from this converter isn’t stable, so a controller is needed. The controllers that used in this study are sliding mode controller (SMC) and PID. PID controller is widely used because of simple and effective, but it isn’t suitable for nonlinear system such as buck-boost converter. While the SMC is a nonlinear controller that’s resistant to disturbance, its settings and implementation are easy and simple. Later the results of the simulation performance of the two controllers are compared by looking at the settling time of the output voltage to reach steady state condition. This research is done by determining the parameters of the buck-boost converter component and modeling the mathematical form of the converter circuit using state space averaging. Then the parameters which determined for design the SMC are the Ueq and Un equations while the parameters which determined for design the PID controller are Kp, Ki, and Kd with the ITAE method. Then the circuit is simulated in MATLAB Simulink and the results of the buck-boost converter performance when open loop (without controller) and close loop (using SMC and PID ITAE) are compared by looking at the settling time, oscillation, and peak voltage generated. After that, continued with testing when the close loop condition which consists of 4 changes, there are changes in input voltage, load, reference voltage, and input voltage and load simultaneously. All of this test are starts from -25% to 100%. The results obtained in this research are the buck-boost converter with sliding mode controller has slower settling time than buck-boost converter with the PID ITAE controller. Meanwhile when testing happens the recovery time required by buck-boost converter with sliding mode controller is slower than the buck-boost converter with PID ITAE controller. The voltage deviation generated from the buck-boost converter with sliding mode controller is smaller than the buck-boost converter with PID ITAE controller. On the other hand, in some testing conditions, the Kp, Ki, and Kd parameters of PID ITAE can’t or don’t match due to infinite calculations while the Ueq and Un parameters of the SMC match with changes in all tests.

Other Language Abstract

-

Item Type: Thesis (Sarjana)
Identification Number: 0520070230
Uncontrolled Keywords: Buck-boost converter, pengendali sliding mode, PID ITAE. buck-boost converter, sliding mode controller, PID ITAE.
Subjects: 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.3 Electrical, magnetic, optical, communications, computer engineering; electronics, lighting > 621.31 Generations, modification, storage, transmission of electric power > 621.313 Generating machinery and converters
Divisions: Fakultas Teknik > Teknik Elektro
Depositing User: Bambang Septiawan
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/183229
Text
Khatijah Sofia Surya Putri Suharyanto.pdf

Download | Preview

Actions (login required)

View Item View Item