Perbandingan kualitas daya konverter DC-DC buck boost dengan menggunakan kontrol PID (Proportional Integral Derivative) dan kontrol fuzzy logic berdasarkan hasil simulasi masing-masing sistem kontrol tidak jauh berbeda namun terlihat ada perbedaan pada karakteristik tegangan output, arus output, dan torsi pada konverter DC-DC buck boost, yaitu overshoot, rise time (waktu naik), dan peak time (waktu puncak). Yang dapat dilihat pada tabel 4.5
Tabel 4.5 Data perbandingan nilai overshoot, rise time, dan peak time tegangan output, arus output, dan torsi simulasi dengan kontrol PID dan kontrol fuzzy logic
No Karakteristik
Kemudian dilakukan perhitungan persentase error konverter DC-DC buck boost dengan kontrol PID dan kontrol fuzzy logic. Terlebih dahulu dihitung Vrata-rata.
Tabel 4.6 Vreferensi, Vout, dan Vrata-rata dengan kontrol PID
No Vreferensi Vout Vrata-rata
1 180 V 176,8 – 176,9 V 176,85 V
2 200 V 178 – 178,2 V 178,1 V
3 240 V 178,5 – 178,8 V 178,65 V
Tabel 4.7 Vreferensi, Vout, dan Vrata-rata dengan kontrol fuzzy logic
No Vreferensi Vout Vrata-rata
1 180 V 183,3 – 185,4 V 184,35 V
2 200 V 203,3 – 205,4 V 204,35 V
3 240 V 243,3 – 245,3 V 244,3 V
a. Error untuk konverter DC-DC buck boost kontrol PID Vreferensi 180 V
b. Error untuk konverter DC-DC buck boost kontrol PID Vreferensi 200 V
c. Error untuk konverter DC-DC buck boost kontrol PID Vreferensi 240 V
d. Error untuk konverter DC-DC buck boost kontrol fuzzy logic Vreferensi 180 V
e. Error untuk konverter DC-DC buck boost kontrol fuzzy logic Vreferensi 200 V
f. Error untuk konverter DC-DC buck boost kontrol fuzzy logic Vreferensi 240 V
Pada tabel 4.8 menunjukkan persentase error Vout pada konverter DC-DC buck boost dengan kontrol PID dan kontrol fuzzy logic.
Tabel 4.8 Perbandingan persentase error Vout antara kontrol PID dan fuzzy logic
No Vreferensi
Persentase Error
Kontrol PID Kontrol fuzzy logic
1 180 V 1,75 % 2,41 %
2 200 V 10,95 % 2,17 %
3 240 V 25,56 % 1,79 %
Dari Tabel 4.5 dan Tabel 4.8 dapat disimpulkan bahwa dengan menggunakan kontrol PID pada konverter DC-DC buck boost memiliki rise time yang cukup lama dan perbedaan antara V output dan Vreferensi yang sangat besar dibandingkan dengan kontrol fuzzy logic yang memiliki rise time yang cukup cepat dan perbedaan V output dan Vreferensi yang kecil sehingga persentase error kecil. Konverter DC-DC buck boost dengan kontrol fuzzy logic memang memiliki Max Overshoot yang lebih besar
dibandingkan dengan kontrol PID, namun hanya berlangsung sesaat dan kontrol fuzzy logic lebih cepat mencapai stabil dibandingkan dengan kontrol PID atau dengan kata lain gelombang dengan kontrol fuzzy logic lebih cepat menjadi gelombang searah dan sedikit ripple sedangkan dengan kontrol PID membutuhkan waktu yang lama menjadi gelombang searah dan masih terdapat banyak ripple pada gelombang. Kemudian persentase error dengan kontrol fuzzy logic sangat kecil dibandingkan dengan kontrol PID dan ada kecederungan semakin lebih kecil jika Vreferensi semakin besar sedangkan kontrol PID sebaliknya, persentase error semakin besar jika Vreferensi semakin besar.
5.1 Kesimpulan
Sesuai dengan rumusan masalah dan tujuan dari penelitian, dimana berdasarkan hasil simulasi dapat diambil kesimpulan diantaranya :
1. Dengan menggunakan kontrol fuzzy logic pada konverter DC-DC buck boost, menghasilkan rise time 0,53 ms lebih cepat dibandingkan kontrol PID.
2. Konverter DC-DC buck boost dengan kontrol fuzzy logic Maksimum Vout
lebih besar mencapai 151 V dibandingkan kontrol PID dan lebih cepat mencapai kondisi stabil.
3. Dengan kontrol fuzzy logic pada konverter DC-DC buck boost memiliki persentase error 8,78% lebih rendah dibandingkan dengan kontrol PID untuk Vreferensi 200 V.
4. Dari kedua kontrol yang digunakan, yaitu PID dan fuzzy logic, pada simulasi fuzzy logic memberikan hasil performansi konverter DC-DC buck boost yang lebih baik dibandingkan dengan kontrol PID.
5.2 Saran
Untuk kesempurnaan penelitian ini perlu dilakukan penelitian lanjutan yang disarankan adalah perumusan untuk penentuan fungsi keanggotaan pada kontrol fuzzy logic yang berbeda dan beban yang lebih induktif.
Factor Correction Structures Based on DC-DC Converters, Proceedings of the 16th IEEE International Conference on Electronics, Communications and Computers (CONIELECOMP), 2006
[2] Gitanjali Pandove, Mukhtiar Singh, High-Frequency DC-DC Boost Converter for Residential PV System with Power Factor Correction, IEEE,
978-1-4673-0766-6/12, 2012
[3] M. Mansouria, dkk, Online Adaptive Power Factor Correction Controller for DC-DC Converters, IET, 3rd IET International Conference on Clean
Energy and Technology (CEAT), 2014
[4] Anung dan Rahmad Hidayat, Meningkatkan Efisiensi Konverter DC-DC Penaik Tegangan Dengan Teknik Zero Voltage Switching (ZVS) Untuk Koreksi
Faktor Daya Beban Nonlinier. ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.7 NO.2 JULI 2014
[5] Samanta Subhajit, dkk, Design and simulation of speed controller using acdc buck boost converter for dc motor drive with soft starter, IEEE,
978-1-4673-6150-7/13, 2013
[6] Rashid, H, Muhammad, “Power Electronics: Circuit, Devices, and Aplication”, Third Edition, 2004
[7] Lander, Cyril W, ”Power Electronics” third edition. London, McGRAW HILL International Edition, 1993.
[8] Sri Kusumadewi, Hari Purnomo, “Aplikasi Logika Fuzzy Untuk Pendukung Keputusan”, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2004
[9] Rajeswari R, dkk, MATLAB/Simulink Based Design and Development of a Buck Boost Converter as a Smooth Starter for DC Motor Control, IEEE,
978-1-4799-1753-2/15, 2015
[10] S. Ben John Stephen dan T. Ruban Devaprakash, Improved Control Strategy on Buck-Boost Converter Fed DC Motor, IEEE, 978-1-4577-2149-6/11,
2011
[11] Tweig, Nabil T, Speed Control Of A DC Series Motor Using Buck Boost
Converter, THE ELEVENTH INTERNATIONAL MIDDLE EASTPOWER SYSTEMS CONFERENCE (MEPCON), 2006
[12] S. Vigneshwaran dan R. Vijayalakshmi, High Efficiency DC/DC Buck-Boost Converters for High Power DC System Using Adaptive Control,
American-Eurasian Journal of Scientific Research 11 (5): 381-389, 2016 [13] Sutedjo, dkk, Rancang Bangun Modul DC – DC Converter Dengan Pengendali
PI, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya – ITS, 2011
[14] Periyasami, K, Power Factor Correction Based On Fuzzy Logic Controller With Average Current-Mode For DC-DC Boost Converter, International
Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), 2012
[15] Kripkaran, P, dkk, Power Factor Correction Using Fuzzy Logic Control, IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE), 2014 [16] Lim, Jee-Woo dan Bong-Hwan Kwon, A Power-Factor Controller for Single-
Phase PWM Rectifiers, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, 1999
(a) Rise Time Vout
(b) Max overshoot dan Peak Time Vout
Teg ang an (V)
Teg ang an (V)
Waktu (ms) Waktu (ms)
(c) Max Overshoot Iout
(d) Min Overshoot Iout
Aru s (A) Aru s (A)
Waktu (ms) Waktu (ms)
(e) Max Overshoot Torsi
(f) Min Overshoot Torsi
Waktu (ms) Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
(g) Max Vout
(h) Min Vout Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
Waktu (ms) Waktu (ms)
(i) Max Iout
(j) Min Iout Aru
s (A) Aru s (A)
Waktu (ms) Waktu (ms)
(k) Max Torsi
(l) Min Torsi
Tor si (N.
m)
Tor si (N.
m)
Waktu (ms) Waktu (ms)
2. Gambar pembesaran grafik hasil simulasi control PID untuk Vreferensi 200 V
(a) Rise Time Vout
(a) Rise Time Vout Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
Waktu (ms)
Waktu (ms)
(c) Max Overshoot Iout
(d) Min Overshoot Iout Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(e) Max Overshoot Torsi
(f) Min Overshoot Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
(g) Max Vout
(h) Min Vout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
(i) Max Iout
(j) Min Iout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(k) Max Torsi
(l) Min Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
3. Gambar pembesaran grafik hasil simulasi control PID untuk Vreferensi 240 V
(a) Rise Time Vout
(b) Max overshoot dan Peak Time Vout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
(c) Max Overshoot Iout
(d) Min Overshoot Iout Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(e) Max Overshoot Torsi
(f) Min Overshoot Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
(g) Max Vout
(h) Min Vout Waktu (ms)
Waktu (ms) Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
(i) Max Iout
(j) Min Iout Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(k) Max Torsi
(l) Min Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
4. Gambar pembesaran grafik hasil simulasi control fuzzy logic untuk Vreferensi 180 V
(a) Rise Time Vout
(b) Max overshoot dan Peak Time Vout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
(c) Max Overshoot Iout
(d) Min Overshoot Iout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(e) Max Overshoot Torsi
(f) Min Overshoot Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
(g) Max Vout
(h) Min Vout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
(i) Max Iout
(j) Min Iout Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(k) Max Torsi
(l) Min Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
5. Gambar pembesaran grafik hasil simulasi control fuzzy logic untuk Vreferensi 200 V
(a) Rise Time Vout
(b) Max overshoot dan Peak Time Vout Waktu (ms)
Waktu (ms) Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
(c) Max Overshoot Iout
(d) Min Overshoot Iout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(e) Max Overshoot Torsi
(f) Min Overshoot Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
(g) Max Vout
(h) Min Vout Waktu (ms)
Waktu (ms) Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
(i) Max Iout
(j) Min Iout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(k) Max Torsi
(l) Min Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
6. Gambar pembesaran grafik hasil simulasi control fuzzy logic untuk Vreferensi 240 V
(a) Rise Time Vout
(b) Max overshoot dan Peak Time Vout Waktu (ms)
Waktu (ms) Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
(c) Max Overshoot Iout
(d) Min Overshoot Iout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(e) Max Overshoot Torsi
(f) Min Overshoot Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)
(g) Max Vout
(h) Min Vout Waktu (ms)
Waktu (ms) Teg
ang an (V)
Teg ang an (V)
(i) Max Iout
(j) Min Iout
Waktu (ms)
Waktu (ms) Aru
s (A)
Aru s (A)
(k) Max Torsi
(l) Min Torsi
Waktu (ms)
Waktu (ms) Tor
si (N.
m)
Tor si (N.
m)