Optimalisasi Kendali Posisi dan Kecepatan Clamping Konektor Baterai dengan Dual-Loop P-PI Controller pada Mesin Press Welding
Keywords:
Pengelasan Tekan, Motor Servo, Pengendalian Posisi, Pengendalian Kecepatan, Kontrol Dual P-PIAbstract
Variasi diameter kontak konektor baterai pada proses penyambungan mesin press welding menyebabkan perubahan resistansi yang tidak terkendali, menghasilkan fluktuasi kalor dan cacat penyambungan seperti splash timah. Salah satu penyebab utamanya adalah tidak stabilnya sistem clamping akibat tidak adanya umpan balik posisi pada sistem hidrolik konvensional. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan kendali posisi dan kecepatan proses clamping dengan menerapkan metode kontrol dual-loop P-PI berbasis servo pada mesin press welding. Arsitektur kontrol terdiri dari loop luar dengan kontroler P untuk kendali posisi dan loop dalam dengan kontroler PI untuk kendali kecepatan. Proses tuning awal menggunakan metode Ziegler-Nichols tipe 1, diikuti fine tuning secara bertahap berdasarkan analisis respons transien sistem. Untuk memastikan kontroler dirancang pada model yang representatif, dilakukan identifikasi sistem (system identification) menggunakan metode tfest pada data eksperimen aktual. Model hasil estimasi menunjukkan kesesuaian dinamika sistem dengan nilai fit sebesar 88% untuk loop kecepatan dan 84% untuk loop posisi—cukup akurat untuk digunakan sebagai referensi perancangan kontrol. Hasil implementasi menunjukkan penurunan waktu clamping dari 4,5 detik menjadi 2,3 detik, dan kestabilan diameter konektor dalam rentang 6 ± 0,1 mm, dengan tingkat keberhasilan produk mencapai 100%. Efisiensi proses meningkat hingga 49,1%, dan rasio kegagalan akibat splash menurun dari 0,14% menjadi 0,01%. Metode ini terbukti efektif untuk meningkatkan presisi dan kecepatan proses clamping konektor baterai pada sistem press welding industri.
References
S. M. Yang and K. W. Lin, “Automatic Control Loop Tuning for Permanent-Magnet AC Servo Motor Drives,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 63, no. 3, pp. 1499–1506, 2016, doi: 10.1109/TIE.2015.2495300.
M. Yang, K. Liu, C. Shang, Y. Chen, and D. Xu, “A Dual-Loop Position Servo System Based on Position and Speed Parallel Control Structure,” IEEE Access, vol. 10, pp. 45931–45942, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3168293.
S. Autsou, K. Kudelina, T. Vaimann, A. Rassõlkin, and A. Kallaste, “Principles and Methods of Servomotor Control: Comparative Analysis and Applications,” Appl. Sci., vol. 14, no. 6, 2024, doi: 10.3390/app14062579.
A. W. Abdul Ali, F. A. Abdul Razak, and N. Hayima, “A Review on The AC Servo Motor Control Systems,” Elektr. J. Electr. Eng., vol. 19, no. 2, pp. 22–39, 2020, doi: 10.11113/elektrika.v19n2.214.
S. Sadi, “Implementasi Human Machine Interface pada Mesin Heel Lasting Chin Ei Berbasis Programmable Logic Controller (Implementation of Human Machine Interface on Chin Ei’s Heel Lasting Machine Based on Programmable Logic Controller),” J. Tek., vol. 9, no. 1, 2020, doi: 10.31000/jt.v9i1.2561.
A. A. Azman, M. H. F. Rahiman, N. N. Mohammad, M. H. Marzaki, M. N. Taib, and M. F. Ali, “Modeling and comparative study of PID Ziegler Nichols (ZN) and Cohen-Coon (CC) tuning method for Multi-tube aluminum sulphate water filter (MTAS),” Proc. - 2017 IEEE 2nd Int. Conf. Autom. Control Intell. Syst. I2CACIS 2017, vol. 2017-Decem, no. October, pp. 25–30, 2017, doi: 10.1109/I2CACIS.2017.8239027.
R. F. Nugroho, “Sistem Pengendalian Motor Dc Menggunakan Pid Dengan Metode Ziegler – Nichols (Implementasi Palang Pintu Parkir),” Foreign Aff., 2019.
Y. Zuo, S. Zhu, Y. Cui, C. Liu, and X. Lin, “Adaptive PI Controller for Speed Control of Electric Drives Based on Model Reference Adaptive Identification,” Electron., vol. 13, no. 6, pp. 1–15, 2024, doi: 10.3390/electronics13061067.
Y. Chen, M. Yang, K. Liu, J. Long, D. Xu, and F. Blaabjerg, “Reversed Structure Based PI-Lead Controller Antiwindup Design and Self-Commissioning Strategy for Servo Drive Systems,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 69, no. 7, pp. 6586–6599, 2022, doi: 10.1109/TIE.2021.3097602.
M. T. Ngo, H. N. Van, T. X. Hoang, H. P. Van, and M. P. Van, “Position Control of Servo Motor on a Practical Model,” Conf. Proc. - 2023 IEEE Asia Meet. Environ. Electr. Eng. EEE-AM 2023, pp. 1–6, 2023, doi: 10.1109/EEE-AM58328.2023.10395368.
A. A. Yufrida, L. P. Rahayu, and D. F. Syahbana, “Implementasi Kontrol Torsi Motor Servo Menggunakan Metode PI pada Sistem Automatic Pallet Dispenser,” J. Tek. ITS, vol. 10, no. 2, 2021, doi: 10.12962/j23373539.v10i2.72970.
