Jurnal ECOTIPE, Volume 7, No.2, Oktober 2020, Hal. 70-77 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v7i2.1476

## Analisis Kendali Kecepatan Motor Induksi 3 Fasa dengan Metode Direct Torque Control (DTC) Berbasis PID Kontrol
Mokh Suseno Aji Sari¹, Hadi Suyono², Abraham Lomi 3
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 1 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 3 m.susenoajisari@gmail.com, *hadis@ub.ac.id, abraham@itn.ac.id.

## ABSTRACT
This research was conducted to regulate the three phase induction motor speed regulation system. Changes in load on the motor affect the motor speed response so it does not match the set point speed. This study uses the  Direct Torque Control (DTC) method in regulating the speed of an induction motor. The DTC method is a vector control method that is directly assigned  to  the  inverter.  DTC  method  in  controlling  speed  based  on  Proportional  Integral  Differential  (PID)  control. Determination  of  PID  tunning  using  two  methods,  namely,  ziegler-nichols  and  cohen-coon  method.  The  ziegler-nichols method have overshoot speeds starting at 0.8% of the setpoint, whereas using the cohen coon method there is no overshoot and the speed at stable conditions matches the setpoint.
Keywords: Direct Torque Control, 3-phase Induction Motor, PID Control, Tuning.

## INTISARI
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  merencanakan  sistem  pengaturan  kecepatan  motor  induksi  tiga  phasa.  Perubahan  beban  pada motor  induksi  mempengaruhi  respon  kecepatan  motor  sehingga  tidak  sesuai  dengan  kecepatan set  point .  Penelitian  ini menggunakan  metode Direct  Torque  Control (DTC)  dalam  pengaturan  kecepatan  motor  induksi.  Metode  DTC merupakan metode vektor kontrol yang langsung mengatur switching pada inverter . Metode DTC dalam mengendalikan kecepatan berbasis Proporsional Integral Diferensial ( PID) kontrol . Penentuan tunning nilai PID menggunakan dua metode yaitu, ziegler-nichols dan  metode cohen-coon .  Hasilnya  metode ziegler-nichols terdapat overshoot kecepatan starting sebesar  0.8%  dari setpoint, sedangkan  menggunakan  metode cohen  coon tidak  terdapat overshoot dan  kecepatan  pada  saat steady  state sesuai  dengan setpoint.
Kata kunci: Direct Torque Control , Motor Induksi 3 fasa, Kontrol PID , Tuning.

## I. PENDAHULUAN
Motor  listrik  banyak  diaplikasikan  pada peralatan  industri  salah  satunya  adalah  motor induksi.  Motor  induksi  mempunyai  kelemahan dalam pengendalian kecepatan hal ini dikarenakan sifat  dari  motor  induksi  yang  tidak  linear  yaitu apabila  terjadi  kenaikan  beban,  maka  kecepatan putaran  motor  tersebut  menjadi  pelan,  sehingga diperlukan  kontrol  agar  putaran  tersebut  stabil. Kontrol  kecepatan  dilakukan  dengan  mengatur besar  kecilnya  nilai  frekuensi,  tegangan  input
stator  [9].  Salah  satu  metode  untuk  kendali kecepatan motor induksi adalah dengan menganalisis hubungan kecepatan dan torsi motor induksi. Analisis kecepatan motor induksi dengan mengubah besaran yaitu tahanan rotor, induktansi rotor,  magnitude  tegangan  terminal,  dan control tegangan/frekuensi  (v/f)  yang  disebut  dengan besaran Scalar  Control [10].  Kelemahan  dari Scalar Control adalah respon kecepatan dan torsi yang  belum  mencapai  nilai  akurat.  Hal  ini dikarenakan  kontrol  fluks  stator  dan  torsi menggunakan  kontrol  tidak  langsung  aatau
Jurnal ECOTIPE, Volume 7, No.2, Oktober 2020, Hal. 70-77 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v7i2.1476
Analisis Kendali Kecepatan Motor Induksi …(Mokh Suseno Aji Sari, dkk.)
menggunakan  sensor[11].  Timbul  suatu  metode lainnya  yaitu  vektor  kontrol  atau  disebut  dengan field  oriented  control /  FOC.  Metode  ini menggunakan loop kontrol untuk mengontrol torsi dan  fluks  yang  pada  umumnya  menggunakan transformasi vektor.
Para peneliti mengembangkan metode lainya untuk  mengendalikan  kecepatan  motor.  Salah yaitu  metode Direct  Torque  Control (DTC). Metode  ini  merupakan  salah  satu  skema  kendali berdasarkan  pengontrolan  fluks  stator  dan  torsi sehingga  memberikan  respon  pada  motor  AC. DTC  mempunyai  kelebihan  antara  lain  lebih sederhana, mempunyai performa  yang baik, serta tidak  sensitif  terhadap  perubahan  parameter, khususnya  tahanan  stator ,  sensor  less .  DTC  juga mempunyai  kelemahan  yaitu ripple torsi  dan respon transien yang lambat selama start-up , serta tingginya  faktor noise sehingga  perlu  di  kontrol agar linear [6].
Prinsip  kerja  rangkaian  DTC  yaitu  bekerja secara langsung mengatur kondisi switching pada inverter dengan Space Vector Modulation . Hal ini menyebabkan  masih terjadi perubahan beban pada motor  sehingga  respon  kecepatan  motor  akan turun,  tidak  sesuai  dengan  kecepatan set  point yang diberikan[12]. Untuk mengatasi hal tersebut maka  pada  metode  DTC  kendali  kecepatannya menggunakan PID ( Proporsional Integral
Diferensial) yang bertujuan untuk mengatur batas dari  nilai referensi  torsi sehingga  dapat memperbaiki  respon  kecepatan  motor  pada kondisi steady  state maupun  pada  saat  terjadi perubahan  beban  pada  motor  agar  sesuai  dengan set  point yang  diinginkan.  Pada  penelitian  ini penggunaan kontrol  PID  menggunakan 2 metode tuning dalam penentuan nilai Kp, Ki dan Kd yaitu metode ziegler-nichols dan metode cohen-coon .

## II. LANDASAN TEORI

## A. Motor Induksi
Motor induksi merupakan motor arus bolak – balik  (  AC  )  yang  paling  sering  digunakan  di
industri maupun rumah tangga. Motor ini memiliki konstruksi  yang  kuat,  sederhana,  handal,  serta biaya pemeliharaan murah. Di samping itu motor ini  memiliki  effisiensi  yang  tinggi  saat  berbeban penuh  dan  tidak  membutuhkan  perawatan  yang banyak.
Motor  induksi  dibedakan  menjadi  dua  jenis berdasarkan  konstruksi  rotornya  yaitu  motor induksi  rotor  sangkar  ( squirrel  induction machine ) dan motor induksi rotor belitan ( wound induction machine ).
Prinsip  kerja  motor  induksi  sebagai  berikut jika stator dialiri listrik maka akan menghasilkan medan  magnet  putar  yang  berputar  dengan kecepatan  sinkron  ( ns )  di  sekitar  rotor.  Medan magnet akan menginduksi batang konduktor pada rotor  sehingga  menghasilkan  arus  rotor.  Arus rotor  akan  menghassilkan  medan  magnet  yang berusaha melawan medan magnet stator sehingga menyebabkan rotor akan berputar (N). perbedaan kecepatan  tersebut  disebabkan  karena  adanya slip/ geseran yang meningkat dengan meningkatnya  beban.  Dari  kejadian  ini  maka dapat  digunakan  untuk  menghintung  persamaan slip/pegeseran [8].
Berikut  adalah  gambar  motor  induksi  yang berada pada PLTGU IP Grati Blok 1.
Gambar 1. Kondisi motor ACWC (Air Cooled Water Cooler ) di PLTGU IP Grati blok 1
Jurnal ECOTIPE, Volume 7, No.2, Oktober 2020, Hal. 70-77 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v7i2.1476

## Gambar 2. Nameplate motor ACWC.
(Sumber : PLTGU IP Grati)

## B. Torsi Pada Motor Induksi Tiga Fasa
Torsi  mekanik  ( Td )  dapat  dihitung  dengan persamaan (1) dengan slip antara stator dan rotor persamaan (2) :
𝑇 𝑑 = 𝑃 𝑑 𝜔 𝑚 = (1−𝑠) 𝜔 𝑚 (𝐼 2 ′) 2 𝑅 2 ′ 𝑠 (1)
𝑠 = 𝑛 𝑠 −𝑛 𝑚 𝜔 𝑚 = 𝜔 𝑠 −𝜔 𝑚 𝜔 𝑠 = 1 − 𝜔 𝑚 𝜔 𝑠 (2)
Dimana : Td = torsi mekanik (N.m) ω s = kecepatan sudut sinkron (rad/det).
ω m = kecepatan sudut poros rotor (rad/det) ω m = (1-s) ωs . s = slip antara stator dan rotor.
Sehingga.
𝑇 𝑑 = (𝐼 2 ′) 2𝑅2′ 𝑠 𝜔 𝑠 (3)
Rangkaian ekivalen dapat  disederhanakan menjadi  rangkaian  thevenin  seperti  diperlihatkan pada Gambar 3. Rangkaian ini nilai arus rotor (I 2 ’) dapat  dihitung,  sehingga  persamaan  torsi  yang diinginkan dapat diperoleh.
R Th jX Th I 2 ’ Celah Udara I 1 E 1 jX 2 AC +

## _
Gambar 3. Rangkaian ekivalen thevenin per phasa motor induksi tiga fasa [5].
dengan :
𝑉 𝑡ℎ = 𝑍 𝑀 𝑍 𝑀 +𝑍 1 𝑉 ∅ (4)
𝑍 𝑀 = 𝑅 𝑐 𝑗𝑋 𝑀 𝑅 𝑐 +𝑗𝑋 𝑀 ; 𝑍 1 = 𝑅 1 + 𝑗𝑋 1 (5)
𝑍 𝑇ℎ = 𝑅 𝑇ℎ + 𝑗𝑋 𝑇ℎ = 𝑍 1 𝑍 𝑀 𝑍 1 + 𝑍 𝑀 (6)
Sehingga,
𝐼 2 ′ = 𝑉 𝑇ℎ 𝑍 𝑇ℎ + 𝑍 2 (7)
𝐼 2 ′ = 𝑉 𝑇ℎ 𝑍 𝑇ℎ + 𝑍 2 (8)
Maka besar arus adalah.
|𝐼 2 ′| = 𝑉 𝑇ℎ √(𝑅 𝑇ℎ + 𝑅2 ′ 𝑠 ) 2 +(𝑗𝑋 𝑇ℎ +𝑗𝑋 2 ) 2 (9)
Substitusi  persamaan  (8)  ke  persamaan  (3) dan  pengalian  dengan  3  (untuk  torsi  tiga  phasa) diperoleh persamaan torsi mekanik total.
𝑇 𝑑,3∅ 3𝑉 𝑇ℎ 2 𝑅2′ 𝑠 𝜔 𝑠 [(𝑅 𝑇ℎ + 𝑅2′ 𝑠 ) 2 +(𝑋 𝑇ℎ +𝑋 2 ′) 2 ] (10)
Dimana :
T d,3Φ = torsi mekanik 3 fasa (N.m).
V th = tegangan pada rangkaian thevenin (volt). Zth = impedansi rangkaian thevenin (Ω). R = Hambatan (Ω).

## C. Metode Direct Torque Control (DTC)
Direct  Torque  Control (DTC)  merupakan suatu  teknik  kontrol  yang  mengarah  ke pengaturan  torsi  yang  berubah-ubah  sesuai dengan  kebutuan  beban  pada  motor  induksi. Skema Direct Torque Control (DTC) terdiri dari
Jurnal ECOTIPE, Volume 7, No.2, Oktober 2020, Hal. 70-77 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v7i2.1476
Analisis Kendali Kecepatan Motor Induksi …(Mokh Suseno Aji Sari, dkk.)
dua  pengaturan  yaitu  pengaturan  fluks  stator untuk  menentukan  lama  waktu  vektor  tegangan aktif  yang  menggerakkan  fluks  stator  pada lintasan  referensi  dan  pengaturan  torsi  untuk menentukan  lama  waktu  vektor  tegangan  nol, yang  menahan  torsi  motor  pada  batas  toleransi yang telah ditentukan [4].
Diagram blok Direct Torque Control (DTC) dimana  terdapat  subblok  diantaranya  blok estimator, blok komparator, blok switching table dan blok inverter seperti yang ditunjukkan dengan gambar 4.
IM Estimator Ψ s dan T e T Voltage Source Inverter Inverter Switching Table Fluks komparator Torque komparator T Ψ s * T e * Ψ s T e ΔΨ s Δ T e Ф s Fluks Stator
Gambar 4. Blok DTC pada motor induksi [1].

## D. Metode Ziegler-Nichols
Pemilihan  parameter  alat  kontrol  agar menghasilkan spesifikasi kinerja disebut penyadapan alat kontrol  ( control  tuning ). Proses ziegler - nichols (berarti menyetel nilai Kp, Ti dan Td )  yang didasarkan pada respons  fungsi  tangga pada  nilai Kp (kontrol  proposional)  sehingga menghasilkan  kestabilan  marginal.  Metode ziegler-nichols dalam menentukan kendali Proporsional Integral Diferensial (PID) menggunakan aturan nilai penguatan proposional Kp waktu  integral Ti dan  waktu Td yang didasarkan pada karateristik respons transien [7]. Seperti yang dijelaskan pada gambar 5.
T SISTEM FEED BACK input output
Gambar 5. Kontrol PID menggunakan sistem ziegler- nichols [7].
Tabel 1. Aturan Penyetelan Ziegler Nichols didasarkan pada penguatan Kcr dan Periode Pcr Kritis
Tipe Kontrol Kp Ti Td P 0,5 Kcr ~ 0 PI 0,45 Kcr 1 1.2 𝑃𝑐𝑟 0 PID 0.6 Kcr 0.5 Pcr 0.125 Pcr

## E. Metode Cohen Coon
Metode cohen-coon desain  utama  dengan kriteria  mempertahankan  gangguan  pada  beban. Metode ini memposisikan kutub dominan dengan memberikan rasio peluruhan seperempat amplitudo  ( Quarter  Amplitude  Decay ) .  Karena tidak  semua  proses  dapat  mentolelir  keadaan osilasi  dengan  amplitudo,  maka  metode  ini berupaya  memperbaiki  osilasinya  sehingga memberikan  keuntungan  maksimum.  Hal  ini dapat  berakibat  akan  meminimalkan  kesalahan pada  kondisi steady  state yang  dikarenakan terdapat  gangguan  pembebanan.  Untuk PI dan PID , dikendalikan melalui penguatan integral ki = K / Ti yang di maksimalkan. Hal ini dimaksudkan agar  meminimalisasi IE ( Intergral  error ), kesalahan  integral  karena  gangguan  pada  beban langkah unit. Untuk kontrol PID, tiga kutub loop tertutup  diberikan;  dua  kutub  itu  kompleks,  dan kutub  nyata  ketiga  diposisikan  pada  jarak  yang sama  dengan  kutub  lainnya.  Pola  kutub disesuaikan  untuk  memberikan  rasio  peluruhan amplitudo  seperempat,  dan  jarak  kutub  ke  titik asal  yang  disesuaikan  untuk  meminimalkan kesalahan integral [3].

## Tabel 2. Aturan Penyetelan Metode Cohen Coon [3]
Kontrol Kp Ti Td P 1 𝑎 (1 + 0.35𝜏 1 − 𝜏 ) - -
PI 0.9 𝑎 (1 + 0.92𝜏 1 − 𝜏 ) 3.3 − 3.0𝜏 1 + 1.2𝜏 𝐿 -
PD 1.24 𝑎 (1 + 0.13𝜏 1 − 𝜏 ) - 0.27 − 0.36𝜏 1 − 0.87𝜏 𝐿 PID 1.35
𝑎 (1 + 0.18𝜏 1 − 𝜏 ) 2.5 − 2.0𝜏 1 − 0.39𝜏 𝐿 2.0 − 3.0𝜏 1 − 0.81𝜏
Jurnal ECOTIPE, Volume 7, No.2, Oktober 2020, Hal. 70-77 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v7i2.1476

## III. METODE PENELITIAN
Pada  penelitian  ini  perancangan  sistem dilakukan  menjadi  beberapa  tahapan  seperti gambar 4 yang dilakukan secara beruntun. Tahap pertama  adalah  identifikasi  masalah  yang  terkait dengan jurnal sekaligus pengambilan data. Tahap kedua  adalah  perancangan  metode  DTC  ( Direct Torque  Control )  yang  terdiri  komparator, estimator, setting referensi kecepatan, sektor sudut fluks stator  dan  s witching  table inverter. Tahap terakhir  adalah  melakukan  pengujian  pada  motor induksi metode DTC berbasis PID ( Proporsional Integral  Diferensial )  dalam  kondisi  tanpa  beban dan  berbeban  menggunakan  2  metode tunning yaitu ziegler  nichols  dan metode cohen-coon , selanjutnya hasil simulasi akan di analisis.
Mulai Identifikasi Masalah Studi Literature Perancangan DTC Tuning Metode Ziegler-Nichols Simulasi DTC Apakah Hasil Terpenuhi Kecepatan Dan Torsi Y T Skenario Kontrol PI, PD, PID Analisis Hasil Selesai Gambar 6.  Konsep diagram alur kerja IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Simulasi dan Pengujian Motor Induksi
Tanpa Kontroler PID
Simulasi  tanpa  kontrol  bertujuan  untuk mengetahui  karakteristik  dasar  dari  permodelan motor  induksi.  Pada  simulasi  ini  diberi  masukan tegangan  tiga  phasa  sehingga  menghasilkan kecepatan motor dan torsi yang konstan. Sehingga diperoleh hasil seperti pada  gambar 7.
Gambar 7. Hasil simulasi kecepatan motor induksi
tanpa menggunakan kendali Dari simulasi diperoleh beberapa karakteristik dari motor induksi yang berada pada IP Grati  sebagai berikut : Kecepatan nominal = 1354 rpm. Waktu mencapai steady state = 5.1 detik. Delay time / waktu tunda (td) = 2.5 detik.
Rise time / waktu naik (t r ) (5%-95%)  = 5.3 detik. Peak time / waktu puncak (t p ) = 4.7 detik. Kecepatan starting = 1356 rpm.
Dari hasil simulasi tanpa kontrol maka dapat disimpulkan  kecepatan  kurang  dari  nilai setpoint sehingga perlu dilakukan pengujian menggunakan sistem  kendali  kecepatan  dengan  metode  DTC ( Direct Torque Control) berbasis kontroller PID.
Gambar 6. Hasil simulasi torsi motor induksi tanpa menggunakan kontrol
0 2 4 6 8 10 -200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 X: 5.194 Y: 1354 k e c e p a ta n waktu X: 4.717 Y: 1356 0 2 4 6 8 10 0 100 200 300 400 X: 4.352 Y: 149.4 T o rs i (N .m ) Waktu (s) X: 0.3686 Y: 380.5
Jurnal ECOTIPE, Volume 7, No.2, Oktober 2020, Hal. 70-77 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v7i2.1476
Analisis Kendali Kecepatan Motor Induksi …(Mokh Suseno Aji Sari, dkk.)
Pada  kondisi  normal  dengan  menggunakan beban maka torsi yang diterima oleh motor sebesar 149.4 Nm ,    sedangkan  kecepatan  motor  induksi turun 9.8% dari kecepatan normal pada motor. Hal inilah yang menjadi dasar untuk dilakukan kendali kecepatan agar torsi motor terkontrol dengan baik.

## B. Hasil  Simulasi  dan  Pengujian  DTC  (Direct
Torque  Control)  dengan  kontroler  PID (Proporsional  Integral  Diferensial)  dengan menggunakan metode ziegler nichols.
Pada  pengujian  yang  pertama  kendali kecepatan  menggunakan  metode  DTC  dengan kendali  kecepatan PID dengan  menggunakan metode ziegler  nichols pada  plant  motor  induksi yang  telah  dirancang.  Nilai  parameter  kontroller PID yaitu Kp = 1.2, Ki = 0.7 dan Kd = 0.17 maka hasil  respon  simulasi  kecepatan  dan  torsi ditunjukkan pada gambar 7 dan gambar 8.

## Gambar 7. Hasil simulasi kecepatan motor induksi menggunakan kontrol PID
Dari  simulasi  menggunakan  kontroller PID diperoleh hasil kecepatan sebagai berikut :
Kecepatan nominal = 1502 rpm. Waktu mencapai steady state = 6.9 detik. Delay time / waktu tunda (td) = 0.78 detik. Rise time / waktu naik(tr) (5%-95%)  = 1.82 detik. Peak time / waktu puncak (tp) = 2.6 detik. Kecepatan Starting
= 1559 rpm.
Gambar 8. Hasil simulasi torsi motor induksi menggunakan kontrol PID
Torsi yang dihasilkan sebesar 162.9 Nm. pada kondisi  stabil  dan  pada  starting  torsi  yang dihasilkan  oleh  motor  sebesar  705,1  Nm.  pada waktu 1.004 detik.
C. Hasil  Simulasi  dan  Pengujian  DTC  (Direct Torque  Control)  dengan  Kontroler  PID (Proporsional  Integral  Diferensial)  Dengan Menggunakan Metode Cohen Coon.
Pengujian  kendali  kecepatan  menggunakan metode  DTC  dengan    kontroler PID pada plant motor  induksi  yang  telah  dirancang.  Nilai parameter  kontroller PID yaitu Kp =  1.05, Ki = 0.32  dan Kd  =  0.2 .  untuk  metode  ini  digunakan sebagai  pembanding  dari  metode ziegler  nichols . Dari  simulasi  metode cohen  coon maka  didapat respon  simulasi  kecepatan  dan  torsi  ditunjukkan pada gambar 9 dan gambar 10.
Gambar 9. Hasil simulasi kecepatan motor induksi menggunakan kontrol PID dengan metode cohen-
coon 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 X: 6.931 Y: 1502 K e c e p a ta n ( rp m ) Waktu (s) X: 2.622 Y: 1559 0 2 4 6 8 10 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 X: 2.592 Y: 162.9 T or si ( N m ) Waktu (s) X: 1.004 Y: 705.1 0 2 4 6 8 10 -200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 X: 4.523 Y: 1500 K e c e p a ta n ( rp m ) Waktu (s)
Jurnal ECOTIPE, Volume 7, No.2, Oktober 2020, Hal. 70-77 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v7i2.1476
Hasil  simulasi  menggunakan  kontroller PID dengan  menggunakan  metode cohen  coon maka dapat diperoleh hasil kecepatan sebagai berikut : Kecepatan nominal =1500 rpm. Waktu mencapai steady state = 4.5 detik. Delay time / waktu tunda (td)
=  -  detik. Rise time / waktu naik (tr) (5%-95%) = 1.01 detik. Peak time / waktu puncak (tp) = - detik. Kecepatan starting
= - rpm.
Pada  simulasi  menggunakan  metode  cohen coon  tidak  terdapat overshoot kecepatan  dan naiknya  kecepatan  cenderung  stabil  setpoint. Dengan  waktu  tempuh  4.5  detik  lebih  responsif daripada metode ziegler nichlos.
Gambar 10. Hasil simulasi torsi motor induksi menggunakan kontrol PID dengan metode cohen- coon
Pada  simulasi  torsi  menggunakan  metode cohen  coon perubahnnya  tidak  terlalu  banyak seperti  ditunjukkan  gambar  10  nilai  yang dihasilkan  pada  kondisi  stabil  sebesar  150.2  Nm dengan waktu tempuh sebesar 3.08 detik dan pada saat starting torsi  yang  dihasilkan  oleh  motor sebesar 663.1 Nm pada waktu 1.008 detik.

## D. Pembahasan.
Pembahasan dalam sistem ini didapat dengan melakukan  hasil  simulasi  pada Simulink-Matlab . Selanjutnya,  memasukkan  nilai  parameter  pada blok  kontroller PID di  simulink.  Berikut  ini gambar  grafik  yang  dihasilkan  pada  proses simulasi :
Gambar 11. Hasil simulasi perbandingan metode ziegler nichols dengan tanpa kontrol
Gambar 12. Hasil simulasi perbandingan metode cohen coon dengan beban 100%
Tabel 3. Performasi sistem kontrol menggunakan PID
Sistem  kendali PID ( Proporsional  Integral Diferensial) menggunakan    metode ziegler- nichols pada  pembebanan  100%  hasil  yang diperoleh  kecepatan starting sebesar  1559  rpm pada waktu 2.6 detik dan motor induksi  mencapai kondisi  normal  pada  waktu  6.9  detik  dengan kecepatan  sebesar  1501  rpm  sehingga  metode kecepatan  motor  dalam  keadaan  normal  sesuai dengan set point dan nameplate motor.
0 2 4 6 8 10 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 X: 1.008 Y: 663.1 T o rs i (N m ) Waktu (s) X: 3.086 Y: 150.2 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 0 0.61.21.82.4 3 3.64.24.85.4 6 6.67.27.88.4 9 9.6 Kec ep atan ( rp m ) Waktu (s) PID PI PD 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 0 0.61.21.82.4 3 3.64.24.85.4 6 6.67.27.88.4 9 9.6 Kec ep atan ( rp m ) Waktu (s) PID PI
Jurnal ECOTIPE, Volume 7, No.2, Oktober 2020, Hal. 70-77 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v7i2.1476
Hasil tunning metode ziegler-nichols menggunakan    kendali PID akan  dibandingkan dengan kendali PI ( Proporsional Integral) dan PD ( Proporsional Diferensial) . Hasilnya pada keadaan  menggunakan  kendali PI kecepatan starting sebesar  1564  rpm  pada  waktu  2.1  detik sedangkan pada kondisi normal  kecepatan motor diatas setpoint dengan rata-rata kecepatan sebesar 1507  rpm  yang  terjadi  pada  waktu  5.5  detik. Sedangkan  kendali  menggunakan PD kecepatan tidak sampai pada set point yaitu 1342 rpm dengan waktu tempuh 3.4 detik.
Hasil  metode cohen-coon dalam  sistem kendali PID ( Proporsional  Integral  Diferensial) pada  pembebanan  100%  diperoleh  kecepatan starting tidak terjadi, sehingga kondisi pengontrolan  kecepatan  langsung  mencapai set point yaitu 1500 rpm yang di tempuh dengan pada waktu  4,5  detik.  Sehingga  metode  ini  dalam pengendalian  menggunakan PID lebih  baik daripada mengguakan metode ziegler-nichols.

## V. KESIMPULAN
Dari  simulasi  diperoleh  bahwa  perancangan kendali  kecepatan  motor  induksi  3  fasa menggunakan  metode Direct  Torque  Control (DTC) berbasis Proporsional Integral Diferensial (PID) maka dapat disimpullkan sebagai berikut :
1. Rancangan  kontrol Proporsional  Integral Diferensial (PID) menghasilkan  respon kecepatan  referensi  mengikuti  kecepatan setpoint dengan beberapa kondisi pengujian.
2. Pada  beberapa  kodisi  pengujian  perubahan kontrol PID menjadi Proporsional  Integral (PI) maupun Proporsional  Diferensial (PD)
dengan  menggunakan  metode tuning yang sama, maka kontrol kecepatan dengan tuning PI lebih  besar  nilainya  dari setpoint . Sedangkan  kontrol  dengan tuning PD tidak mencapai setpoint.
3. Perbandingan tuning Proporsional  Integral
Diferensial (PID)  menggunanakan  metode ziegler-nichols terdapat overshoot kecepatan
sebesar 0.8% dari setpoint, sedangkan tuning menggunakan  metode cohen  coon tidak terdapat overshoot dan  kecepatan  yang dikendalikan sesuai dengan setpoint .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Abu,  Haitham.  Atif  Iqbal  and  Jaroslaw Guzinki  (2012).  High  Performance  Control Of AC Drives With Matlab/Simulink Models. Thomson Digital, Nodia: India.
[2] Alnasir,  ZA.  &  Almarhoon  AH.  (2012). Design  of  Direct  Torque  Controller  of Induction Motor (DTC). International Journal of  Engineering  and  Technology  (IJET)  No  : 0975-4024
[3] Astrom, Karl Johan, (1995). PID Controller . Printed in the United States of America. ISBN : 1-55617-516-7
[4] Buja.  G.  S and Kazmierkowski. M. P,(2004) "DTC  of  pwm  inverter-fed  AC  motors  -  A Survey", IEEE Trans. on Ind. Elec.,  volume 54,  no. 5,  ,  pp. 744 – 757
[5] Chapman,  Stephen  J.  (2002). Electric Machinery And Power System Fundamentals , New York: Mc Graw-Hill.
[6] Dong ming, Tang Yong-qi dkk. (2013). Study of  an  Improve  Fuzzy  Direct  Torque  Control Of Induction Motor . Telkomnika. [7] K.Ogata. (2010) Modern Control Engineering ,  Fifth  ed.  New  Jersey,  Prentice Hall,.
[8] Parekh,  Rakesh.  (2005). VF  Control  of  3- Phase  Induction  Motor  Using  Space  Vector Modulation. Microchip Technology Inc.
[9] Rameli.  (2007). Diktat  Kuliah  Kontrol Electric Drive . ITS: Surabaya.
[10] Vahedpour  M.,  Abolfazl  R.N.  (2015). Comparison between performance of Conventional,  Fuzzy  and  Fractional  Order PID Controller in Practical Speed Control Of
Induction Motor . International Conference on
Knowledge-Based
Engineering and
Innovation (KBEI). Iran.