Analisa Kestabilan Sistem dalam Penelitian ini di lakukan dengan dua Metode Yaitu: o Analisa Stabilitas Routh Hurwith 1. Suatu metode menentukan kestabilan sistem dengan melihat pole-pole loop tertutup terletak disebelah kiri bidang -s 2. banyaknya akar tak stabil = banyaknya perubahan tanda pada kolom pertama tabel Routh.
Metodologi
Tahapan Penelitian
Tahap Modeling dan Analisa Numerik
Tahap Pengujian dan Analisa Hasil
Tahap Pelaporan dan Pembukuan
Metodologi
Tahapan Penelitian
Diagram Alir Garis Besar Penelitian
Start
A
Problem Statement
Performa sistem kontrol Rudder system
Study Literature
Propulsion system
Data Collecting
Simulation Ship Modeling
Ujicoba Model
No A
No Modify
Performasi sistem kontrol sesuai kriteria?
Model menunjukkan kestabilan? Yes
Yes
Result And Analysis
Steering Control Instrumention design (cross coupled) End
A
Gambar 3.2. Alur Penelitian (lanjutan) Gambar 3.1. Alur Penelitian
Metodologi
Perancangan Sistem Propoulsi Start
System Identification
Optimation
Propulsion Design
Modeling
Simulation
Hasil simulasi sesuai kriteria?
Block Diagram Sistem Mesin Diesel
No
Yes
Result and Analysis
End
Gambar 3.3. Diagram Alir Perancangan Sistem propulsi
Metodologi
Perancangan Sistem Steering dan Rudder Kapal Start
System Identification
Optimation
Rudder Design
Modeling
ψ 𝛿𝑟
Simulation
Hasil simulasi sesuai kriteria? Yes Result and Analysis
End
0.04186 𝑆:0.0035 (S) = 6,379𝑆³:7.8141𝑠 2 :𝑠
No
Block diagram Steering kapal model Nomoto orde2 , menggunakan pendekatan Van Amerongen dengan PID kontroller
Metodologi
Diagram Alir Pengujian Permodelan dengan simulink Start
Ship Dynamic Modeling
Rudder Modeling
Propeller Modeling
Disturbance Modeling
Matrik Tf pada Mfile
Matrik Tf pad Mfile
Matrik tf pad M-file
Runing m-file Matlab
Membuat Blok Diagram pada simulink Matlab
Input δ So Vo ɷ ώ
PID/Cascade
PID
Cascade
Dengan AutoTuning: · Kp =1 · Ki = 0 · Kd=0
Dengan Autotuning: · Kp = 1 · Ki = 0 · Kd = 0
Mengubah Nilai Kp, Ki dan Kd No
Respon sesuai kriteria ώ Qm Ψ Error tracking < 5 %
Yes A
Metodologi
Uji Turning Circle
(a) Turning circle test kecepatan propeller tidak konstan
(b) Turning circle test kecepatan propeller konstan sudut rudder divariasi
Analisa & Pembahasan
Analisa Stabilitas Sistem
Analisa Kestabilan Sistem Steering dan Mesin Diesel dengan Metode Root Locus
(a)
(b)
(c)
a. Sistem untuk orde-1 terlihat semua poles berada pada bidang imajiner, ini berarti sistem berada dalam keadaan stabil, namun hanya bisa beroperasi pada frekwensi rendah. b. Sebagian poles terletak pada sumbu real, dan sebagian berada di bidang imajiner, sebagian sistem dalam kondisi stabil sementara yang lain unstabil, Aplikasi PID kontroller pada Sistem membuat sistem yang tidak stabil dapat distabilkan. c. Sistem untuk orde-1 untuk mesin diesel semua poles berada pada bidang imajiner, sistem berada dalam kondisi stabil, Namun karena beroperasi pada frekwensi tinggi dan ketika adanya disturbance atau noise kestabilan sistem menjadi terganggu, PID, Cascade dan Sinyal Dither dan Feedforward Controller membuat sistem kembali stabil
Analisa & Pembahasan
Heading (degree)
Analisa Dinamika Kapal secara Loop Terbuka
Heading (degree)
(a)
(b)
Waktu(s)
Simulasi Open Loop tanpa adanya sistem kendali, Sinyal input berupa sudut heading sebesar 200 dan 300 berdasarkan standard IMO. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui hasil respon dinamika kapal. berdasarkan gambar a dan b dapat kita ketahui pada sudut heading 200 respon sistem mencapai titik setpoint dalam waktu 35 detik, kemudian perubahan sudut bertambah cepat seiring bertambahnya waktu, demikian juga uji turning dengan sudut heading 300 respon mencapai titik setpoint dalam waktu 25 detik, dan seiring bertambahnya waktu perubahan sudut heading semakin cepat mencapai sudut 1800 dan sistem tidak dapat mempertahankan posisi pada set point yang diinginkan.
Analisa & Pembahasan
Analisa Manuver Kapal secara Loop Tertutup
Uji Turning dengan Tanpa Gangguan Simulasi sistem close loop tanpa gangguan yang telah dirancang terdiri atas PID kontroller, Rudder, permodelan dinamika kapal dan roll damper. Kendali PID digunakan untuk mengendalikan sudut dan kecepatan rudder berbelok sebagai aktuator. Keluaran sistem berupa stabilitas kapal, parameter stabilitas kapal yang diamati berupa maksimum overshoot, settling time, dan steady state error.
(a)
(b)
Berdasarkan gambar a dan b masing-masing pada sudut 200 overshoot yang terjadi sekitar 4.50, rise time 35 detik, settling time 60 detik, peak time 40 s, dan error sistem 0 persen. Begitu juga dengan gambar b pada sudut heading 300 overshoot yang terjadi sekitar 3,50 , rise time dicapai dalam waktu 30 detik, settling time 60 detik dan error 0
