Pengaruh Penggunaan Kendali PID pada Switched Inductor Boost Converter

Rizqulloh, Mochamad Shofwan (2020) Pengaruh Penggunaan Kendali PID pada Switched Inductor Boost Converter. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Meningkatnya penggunaan sumber energi terbarukan membuat bertambahnya kebutuhan beban bercatu daya DC. Boost converter diharapkan dapat membantu memenuhi kebutuhan akan sumber DC yang bervariasi. Boost converter adalah salah satu jenis dari DC-DC converter yang kegunaannya untuk menaikkan tegangan sumber agar dapat memenuhi kebutuhan dari beban. Switched inductor boost converter adalah salah satu jenis pengembangan dari boost converter. Namun saat ini, switched inductor boost converter masih memiliki kekurangan seperti hasil tegangan keluaran masih memiliki overshoot yang tinggi, waktu yang dibutuhkan untuk mencapai steady state yang cukup lama. Untuk mengatasi kekurangan tersebut diperlukan suatu pengendali, dimana pengendali yang sering jumpai adalah kendali PID. Pengendali ini banyak digunakan karena sederhana dan mudah untuk diimplementasikan. Untuk itu penelitian ini memiliki tujuan untuk dapat mengimplementasikan kendali PID berupa proportional, integral, dan derivatif pada sistem switched inductor boost converter agar hasil tegangan keluaran dari switched inductor boost converter menjadi tidak memiliki overshoot, serta memiliki setling time dan error yang kecil dan juga dapat menjadi tahan terhadap gangguan dan menjaga nilai tegangan keluaran tetap stabil pada nilai yang diinginkan. Pada penelitian ini, hal pertama yang dilakukan adalah melihat tanggapan tegangan keluaran dari switched inductor boost converter dengan kondisi tanpa menggunakan pengendali, kemudian hasil dari switched inductor boost converter akan digunakan dalam perancangan pengendali PID. Setelah parameter pengendali PID didapatkan, pengujian dilakukan pada sistem switched inductor boost converter menggunakan pengendali PID. Pada penelitian ini pendekatan untuk menentukan parameter kendali PID yakni Kp, Ki, dan Kd diperoleh dengan menggunakan metode sintesis langsung. Converter akan dimodelkan menggunakan teknik state space averaging, kemudian model matematis yang diperoleh disimulasikan menggunakan MATLAB-Simulink untuk dapat dianalisis dan dibandingkan tanggapan tegangan keluaran konverter pada kondisi open loop dan close loop (menggunakan kendali PID) serta pengujian dengan diberikan gangguan berupa nilai tegangan masukan yang berubah dan nilai beban yang berubah. Dari hasil simulasi menggunakan MATLAB-Simulink, Sistem close loop switched inductor boost converter dengan kendali PID menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan switched inductor boost converter pada sistem open loop (tanpa pengendali). Tegangan keluaran switched inductor boost converter dapat dipertahankan pada nilai set point yang ditentukan dengan pengendali PID, selain itu pengendali PID dapat menghilangkan overshoot dari sistem dan mempercepat settling time pada respon tegangan keluaran switched inductor boost converter. Pada pengujian sistem switched inductor boost converter dengan diberikan gangguan, penerapan kendali PID dapat mempertahankan tegangan keluaran converter tetap stabil pada set point yang ditentukan meskipun terdapat gangguan berupa perubahan pada tegangan masukan dan perubahan pada beban.

English Abstract

The increasing use of renewable energy sources make increases the need for DC power loads. Boost converter is expected to help for the needs of a variety of DC sources. Boost converter is one type of DC-DC converter whose use is to increase the source voltage so that it can meet the needs of the load. Switched inductor boost converter is one type of boost converter. But at this time, the switched inductor boost converter still has weakness such as the results of the output voltage still has overshoot and the time required to reach a steady state is quite long. To overcome these weakness a controller is needed, where the controller that seen in often is the PID control. This controller is widely used because it is simple and easy to implement. For this reason, this study aims to be able to implement PID control in the form of proportional, integral, and derivative in the switched inductor boost converter system so that the output voltage of the switched inductor boost converter has no overshoot, and has small setling time and errors which can also be resistant to interference and maintain the value of the output voltage remains stable at the desired value. In this study, the first thing to do is look at the response of the output voltage of the switched inductor boost converter without using a controller conditions, then the results of the switched inductor boost converter will be used to design the PID controller. After the PID controller parameters are obtained, the test is done on a switched inductor boost converter system using the PID controller. In this study the approach to determine the PID control parameters namely Kp, Ki, and Kd was obtained using the direct synthesis method. The converter will be modeled using state space averaging technique, then the mathematical model obtained is simulated using MATLAB-Simulink to be analyzed and compared to the output voltage response of the converter under open loop and close loop conditions (using PID control) and testing with disturbance at changes of input voltage values and load values. From the simulation results using MATLAB-Simulink, the closed loop switched inductor boost converter with PID controller shows better results than the switched boost inductor converter in the open loop system (without controller). The output voltage of the switched inductor boost converter can be maintained at the set point value that determined with the PID controller, besides that the PID controller can eliminate overshoot from the system and speed up the settling time in the response of the switched inductor boost converter output voltage response. In testing the system with protection, the application of the PID control can keep the converter output voltage stable at the specified set point even though there is interference in the form of changes in the input voltage and changes in the load.

Other obstract

-

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0520070243
Uncontrolled Keywords:	switched inductor boost converter, boost converter, pengendali PID, sintesis langsung switched inductor boost converter, boost converter, PID Controller, Direct Synthesis
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
Date Deposited:	28 Feb 2021 04:18
Last Modified:	12 Jan 2023 04:31
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/183270

Text (DALAM MASA EMBARGO) 0520070243-Mochamad Shofwan Rizqulloh.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2023. Download (4MB)

Actions (login required)

View Item