Analisa Kinerja Automatic Voltage Regulator Dalam Domain Waktu Menggunakan Metoda Ziegler-Nichols Dengan Pendekatan First Order Plus Dead Time

Heru Dibyo Laksono, N. Riska, Novizon Novizon

Abstract


Electric power systems produce power that can be used for various purposes. The distribution of electrical power and its relationship to the voltage and current generated by the generator. Voltage can change with changes in load. The change of voltage is undesirable due to it can cause disturbances to the power system. A device called Automatic Voltage Regulator (AVR) is used to maintain the voltage stable. This AVR is equipped with a control system to get the voltage stability following the specified criteria. In this study, the Ziegler -Nichols (Z-N) method is used with the First Order Plus Dead Time (FOPDT) approach. FOPDT is used for AVR control based on frequency response and transfer function methods. AVR used is direct current type AVR. The design that fulfils the criteria for controlling the voltage transfer response of direct current type AVR systems is the Proportional Integral Differential (PID) controller. This PID is designed using the Ziegler-Nichols method with the FOPDT approach based on the transfer function method. Information on the simulation results of the direct current type of system switching AVR response is obtained where the steady-state error value is 0.0000, the rise time value is 0.6114 seconds, the peak time value is 1.4391 seconds, the peak value is 1.1492 seconds, the maximum throughput is 14.942% and time to state steady reaches value at 2.5562 seconds. The values of parameter control are k of 13.2000, L of 0.4283, T of 1.0817, Proportional constant (Kp) of 0.2296, integral time constant (Ti) of 0.8564 and differential time constant (Td) of 4.6667.

Keywords : Ziegler-Nichols, Fisrt order plus dead time, Automatic voltage regulator, Transient analysis

 

Abstrak

Sistem tenaga listrik menghasilkan daya yang dapat di gunakan untuk berbagai keperluan. Penyaluran daya listrik ini erta hubungan nya dengan tegangan dan arus yang di hasilkan oleh pembangkit. Tegangan dapat berubah-ubah dengan berubahnya beban. Perubahan tegangan ini tidak diinginkan karena dapat mengakibatkan gangguan pada sistem tenaga. Untuk menjaga agar tegangan tetap stabil digunakan Automatic Voltage Regulator (AVR). AVR ini dilengkapi dengan sistim pengendalian untuk mendapatkan kestabilan tegangan sesuai dengan kriteria yang di tetapkan. Pada penelitian ini digunakan metoda Ziegler -Nichols (Z-N) dengan pendekatan First Order Plus Dead Time (FOPDT) berdasarkan tanggapan frekuensi dan metoda fungsi alih sebagai metoda pengendali AVR dan AVR yang digunakan adalah AVR tipe arus searah.Pengendali yang memenuhi kriteria rancangan untuk pengendalian tanggapan peralihan tegangan sistem AVR tipe arus searah adalah pengendali Proporsional Integral Diferensial (PID). Pengendali Proporsional Integral Diferensial (PID) ini dirancang dengan menggunakan metoda Ziegler-Nichols dengan pendekatan First Order Plus Dead Time (FOPDT) berdasarkan metoda fungsi alih. Informasi hasil simulasi tanggapan peralihan sistem AVR tipe arus searah yang diperoleh dimana nilai kesalahan keadaan mantap sebesar 0.0000, nilai waktu naik sebesar 0.6114 detik, nilai waktu puncak sebesar 1.4391 detik, nilai puncak sebesar 1.1492 detik, nilai lewatan maksimum sebesar 14.942 % dan nilai waktu keadaan mantap sebesar 2.5562 detik. Untuk nilai parameter  pengendali yang digunakan adalah k sebesar 13.2000, L sebesar 0.4283, T sebesar 1.0817, konstanta Proporsional (Kp) sebesar 0.2296, konstanta waktu integral (Ti)  sebesar 0.8564 dan konstanta waktu diferensial (Td) sebesar 4.6667.

Kata Kunci :Ziegler-Nichols, Fisrt order plus dead time, Automatic voltage regulator, Analis peralihan


Full Text:

PDF

References


Sahib M, "A Novel Optimal PID Plus Second Order Derivative Controller for AVR System", Engineering Science and Technology, Vol. 18, pp 194 - 206, 2015.

Rajinikanth V & Chandra S, " Design of Controller for Automatic Voltage Regulator Using Teaching Learning Based Optimization", Procedia Technology, Vol. 21, pp 295 - 302, 2015.

Al Gizi A, Mustafa M, Al - Geelani N, Alsaedi M, "Sugeno Fuzzy PID Tuning by Genetic Neural for AVR in Electrical Power Generation", Applied Soft Computing, Vol. 28, pp 226 - 236, 2015.

Laksono, H. D. & Revan , M. "Perancangan dan Analisa Kendali Sistem Eksitasi Generator Tipe Arus Searah Dengan PIDTool Model Paralel", Teknika No. 03 Vol 21, Oktober, Seri Mekanika dan Kontrol, 2014.

Laksono, H. D. & Revan , M. & Rabiarahi, A. "Pemodelan dan Analisa Sistem Eksitasi Generator", Teknika No. 03 Vol 21, Oktober, Seri Mekanika dan Kontrol, 2014.

Aquila-Camacho N, Duarte-Mermoud, " Fractional Adaptive Control for Automatic Voltage Regulator", ISA Transactions, Vol. 52, pp 807 - 815, 2013.

Xue, D., Chen , Y. Q. & Atherton , D. P. Linear Feedback Control : Analysis and Design With Matlab, Philadelphia : SIAM, 2007.

Kundur, P, Power System Stability and Control New Jersey: Prentice Hall, 1993 Control, New Jersey: Prentice Hall, 1993.

Saadat, H. Power System Analysis, New York: McGraw Hill, 1999.




DOI: https://doi.org/10.25077/jnte.v8n3.669.2019

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 License.

        

 

.
 Statistic and Traffic