Analisis Tuning Parameter PID Menggunakan Algoritma Genetika pada Pengontrolan Kecepatan Motor DC
##plugins.pubIds.doi.readerDisplayName##
https://doi.org/10.24843/MITE.2022.v21i02.P17
Abstrak
Intisari— Pengaplikasian motor DC sering mengalami ketidakstabilan kecepatan putaran akibat adanya pembebanan saat dioperasikan. Untuk mengatasinya kontrol PID dapat diaplikasikan untuk menstabilkan kecepatan. Kontrol PID merupakan kombinasi dari pengendalian proportional, integral dan derivative. Untuk mendapatkan performa yang baik diperlukan penalaan (tuning) ketiga parameter ini menggunakan beberapa metode, salah satunya algoritma genetika. Algoritma genetika bekerja dengan membentuk populasi dari beberapa individu yang berpotensi menghasilkan solusi optimal dinilai dari nilai ketahanannya (fitness). Beberapa parameter digunakan dalam algoritma genetika seperti ukuran populasi, jumlah generasi, probabilitas crossover dan probabilitas mutasi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis metode algoritma genetika untuk tuning parameter kontrol PID pada pengontrolan kecepatan putaran motor DC. Hasil pengujian diperoleh parameter algoritma genetika dengan ukuran populasi dan jumlah generasi sebesar 70, probabilitas crossover sebesar 0,9 dan probabilitas mutasi sebesar 0,4 dengan nilai fitness sebesar 6,261e+18. Parameter kontrol PID dengan nilai Kp = 9,4429; Ki = 19,3255 dan Kd = 0,45602 dan respon sistem dengan nilai rise time sebesar 0,1212 s, settling time sebesar 0,2562 s, overshoot sebesar 0,0366 % dan steady-state error sebesar 0,1739 %. Dengan parameter kontrol PID ini motor DC mampu bekerja mengikuti setpoint baik pada keadaan nilai beban yang tetap maupun berubah.
##plugins.generic.usageStats.downloads##
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Referensi
[1] A. Ma’rifat, N. R. Setiawan, and E. S. Rahayu, “Embedded Control System of DC Motor Using Microcontroller Arduino and PID Algorithm,” IT Journal Research and Development, vol. 6, no. 1, pp. 30–42, 2021, doi: 10.25299/itjrd.2021.vol6(1).6125.
[2] D. A. Barkas, G. C. Ioannidis, C. S. Psomopoulos, S. D. Kaminaris, and G. A. Vokas, “Brushed DC Motor Drives for Industrial and Automobile Applications with Emphasis on Control Techniques: A Comprehensive Review,” Electronics, vol. 9, p. 887, 2020, doi: 10.3390/electronics9060887.
[3] A. MA’ARIF, R. ISTIARNO, and SUNARDI, “Kontrol Proporsional Integral Derivatif (PID) pada Kecepatan Sudut Motor DC dengan Pemodelan Identifikasi Sistem dan Tuning,” ELKOMIKA Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, vol. 9, no. 2, pp. 374–388, 2021, doi: 10.26760/elkomika.v9i2.374.
[4] A. Budiyanto and A. Intan Ekaputri Supriyo, “PERBANDINGAN METODE PID, MPC, DAN LQR PADA SISTEM PEMANAS AIR BOTTLE WASHER BERBASIS MATLAB,” AJIE - Asian Journal of Innovation and Entrepreneurship, vol. 05, no. 03, pp. 35–43, 2020.
[5] Z. Peng, “PID Control of Temperature and Humidity in Granary Based on Improved Genetic Algorithm,” in 2019 IEEE International Conference on Power, Intelligent Computing and Systems (ICPICS), 2019, pp. 428–432.
[6] S. K. Pandey, C. Bera, and S. S. Dwivedi, “Design of robust PID controller for DC Motor using TLBO algorithm,” in 2020 IEEE International Conference on Advances and Developments in Electrical and Electronics Engineering (ICADEE), 2020, pp. 1–4. doi: 10.1109/ICADEE51157.2020.9368952.
[7] M. Irhas, Iftitah, and S. Asyiqah Azizah Ilham, “Penggunaan Kontrol PID dengan Berbagai Metode untuk Analisis Pengaturan Kecepatan Motor DC,” Jurnal Fisika dan Terapannya, vol. 7, no. 1, pp. 78–86, 2020.
[8] A. Ma’rifat, H. Nabila, and O. Wahyunggoro, “Application of Intelligent Search Algorithms in Proportional-Integral- Derivative Control of Direct-Current Motor System Application of Intelligent Search Algorithms in Proportional- Integral-Derivative Control of Direct-Current Motor System,” in Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1373, pp. 1–10. doi: 10.1088/1742-6596/1373/1/012039.
[9] M. Ünal, A. Ak, V. Topuz, and H. Erdal, Optimization of PID Controllers Using Ant Colony and Genetic Algorithms. Springer International Publishing: Berlin/Heidelberg, Germany, 2013. doi: 10.1007/978-3-642-32900-5.
[10] Y. Arkeman, K. B. Seminar, and H. Gunawan, “Algoritma Genetika,” in ALGORTIMA GENETIKA Teori dan Aplikasinya untuk Bisnis dan Industri, Bogor: PT Penerbit IPB Press, 2012, pp. 13–30.
[11] S. Tiwari, A. Bhatt, A. C. Unni, J. G. Singh, and W. Ongsakul, “Control of DC Motor Using Genetic Algorithm Based PID Controller,” Proceedings of the Conference on the Industrial and Commercial Use of Energy, no. October, 2018, doi: 10.23919/ICUE-GESD.2018.8635662.
[12] Z. Abidin and E. Ihsanto, “Perancangan Kontroler PID Level Deaerator Dan Kondensor Pada Steam Power Plant Berbasis Algoritma Genetika,” Jurnal Teknologi Elektro, vol. 12, no. 3, pp. 153–159, 2021, doi: 10.22441/jte.2021.v12i3.009.
[13] E. L. Talakua, Y. A. K. Utama, and I. Andriyanto, “Optimasi Kontrol PID untuk Kendali Kecepatan Motor DC Menggunakan Metode Metaheuristik,” Seminar Nasional Ilmu Terapan, pp. 1–8, 2020.
[14] A. A. M. Zahir, S. S. N. Alhady, W. A. F. W. Othman, and M. F. Ahmad, “Genetic Algorithm Optimization of PID Controller for Brushed DC Motor,” in Intelligent Manufacturing & Mechatronics, Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer Nature Singapore, 2018, pp. 427–437. doi: 10.1007/978-981-10-8788-2_38.
[15] E. W. Suseno and A. Ma’rifat, “Tuning of PID Controller Parameters with Genetic Algorithm Method on DC Motor,” International Journal of Robotics and Control Systems, vol. 1, no. 1, pp. 41–53, 2021, doi: 10.31763/ijrcs.v1i1.249.
[16] J. Beneoluchi, A. Noraziah, and A. Eunice, “A new fitness function for tuning parameters of Peripheral Integral Derivative Controllers,” ICT Express, no. xxxx, pp. 1–5, 2021, doi: 10.1016/j.icte.2021.10.006.
[17] H. Sutrisno, Suryono, and P. H. Hastungkoro, Mengenal Motor Listrik Arus Searah, 1st ed. Klaten: Saka Mitra Kompetensi, 2019.
[18] B. Siswojo, ELEKTRONIKA KONTROL, 1st ed. Malang: UB Press, 2017.
[19] Fahmizal, F. Fathuddin, and R. Susanto, “Identifikasi Sistem Motor DC dan Kendali Linear Quadratic Regulator Berbasis Arduino-Simulink Matlab,” Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, vol. 17, no. 2, 2018.
[20] A. H. Rahardjo and W. B. Mursanto, Bahan Ajar Sistem Kendali. POLITEKNIK NEGERI BANDUNG, 2020.
[21] C. P. R. Tuuk, V. C. Poekoel, and J. Litouw, “Implementasi Pengendali PID Untuk Kestabilan Posisi Terbang Wahana Tanpa Awak,” J. Tek. Elektro dan Komput., vol. 7, no. 1, pp. 53–62, 2018.
[22] G. A. Salamena and V. Salamena, “Analisis Penentuan Konstanta Pengendali PID Menggunakan Garis Singgung Metode Ziegler-Nichols I pada Titik Koordinat Kurva Tanggapan Keluaran Plant,” JURNAL SIMETRIK, vol. 10, no. 2, pp. 333–343, 2020.
[23] Z. Zukhri, ALGORITMA GENETIKA Metode Komputasi Evolusioner untuk Menyelesaikan Masalah Optimasi, 1st ed. Yogyakarta: ANDI, 2014.
[24] T. H. Fratiwi, M. Sudarma, and N. Pramaita, “Sistem Klasifikasi Musik Gamelan Angklung Bali Terhadap Suasana Hati Menggunakan Algoritma K-Nearest Neighbor Berbasis Algoritma Genetika,” Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, vol. 20, no. 2, pp. 265–272, 2021.
[25] B. Y. Suprapto, A. Azmi, F. Nora, and S. Dwijayanti, “Penalaan Parameter Pengendali PID untuk Pengendalian Kecepatan Motor Arus Searah Menggunakan Metode Algoritma Genetika dan Jaringan Syaraf Tiruan,” Jurnal Riset Sains dan Teknologi, vol. 4, no. 1, pp. 15–23, 2020, doi: 10.30595/ jrst.v4i1.5050.
[26] “Motor Torque Calculator, Full Load Torque of a Motor.” http://www.electricalclassroom.com/full-load-motor (accessed Jan. 24, 2022).
[2] D. A. Barkas, G. C. Ioannidis, C. S. Psomopoulos, S. D. Kaminaris, and G. A. Vokas, “Brushed DC Motor Drives for Industrial and Automobile Applications with Emphasis on Control Techniques: A Comprehensive Review,” Electronics, vol. 9, p. 887, 2020, doi: 10.3390/electronics9060887.
[3] A. MA’ARIF, R. ISTIARNO, and SUNARDI, “Kontrol Proporsional Integral Derivatif (PID) pada Kecepatan Sudut Motor DC dengan Pemodelan Identifikasi Sistem dan Tuning,” ELKOMIKA Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, vol. 9, no. 2, pp. 374–388, 2021, doi: 10.26760/elkomika.v9i2.374.
[4] A. Budiyanto and A. Intan Ekaputri Supriyo, “PERBANDINGAN METODE PID, MPC, DAN LQR PADA SISTEM PEMANAS AIR BOTTLE WASHER BERBASIS MATLAB,” AJIE - Asian Journal of Innovation and Entrepreneurship, vol. 05, no. 03, pp. 35–43, 2020.
[5] Z. Peng, “PID Control of Temperature and Humidity in Granary Based on Improved Genetic Algorithm,” in 2019 IEEE International Conference on Power, Intelligent Computing and Systems (ICPICS), 2019, pp. 428–432.
[6] S. K. Pandey, C. Bera, and S. S. Dwivedi, “Design of robust PID controller for DC Motor using TLBO algorithm,” in 2020 IEEE International Conference on Advances and Developments in Electrical and Electronics Engineering (ICADEE), 2020, pp. 1–4. doi: 10.1109/ICADEE51157.2020.9368952.
[7] M. Irhas, Iftitah, and S. Asyiqah Azizah Ilham, “Penggunaan Kontrol PID dengan Berbagai Metode untuk Analisis Pengaturan Kecepatan Motor DC,” Jurnal Fisika dan Terapannya, vol. 7, no. 1, pp. 78–86, 2020.
[8] A. Ma’rifat, H. Nabila, and O. Wahyunggoro, “Application of Intelligent Search Algorithms in Proportional-Integral- Derivative Control of Direct-Current Motor System Application of Intelligent Search Algorithms in Proportional- Integral-Derivative Control of Direct-Current Motor System,” in Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1373, pp. 1–10. doi: 10.1088/1742-6596/1373/1/012039.
[9] M. Ünal, A. Ak, V. Topuz, and H. Erdal, Optimization of PID Controllers Using Ant Colony and Genetic Algorithms. Springer International Publishing: Berlin/Heidelberg, Germany, 2013. doi: 10.1007/978-3-642-32900-5.
[10] Y. Arkeman, K. B. Seminar, and H. Gunawan, “Algoritma Genetika,” in ALGORTIMA GENETIKA Teori dan Aplikasinya untuk Bisnis dan Industri, Bogor: PT Penerbit IPB Press, 2012, pp. 13–30.
[11] S. Tiwari, A. Bhatt, A. C. Unni, J. G. Singh, and W. Ongsakul, “Control of DC Motor Using Genetic Algorithm Based PID Controller,” Proceedings of the Conference on the Industrial and Commercial Use of Energy, no. October, 2018, doi: 10.23919/ICUE-GESD.2018.8635662.
[12] Z. Abidin and E. Ihsanto, “Perancangan Kontroler PID Level Deaerator Dan Kondensor Pada Steam Power Plant Berbasis Algoritma Genetika,” Jurnal Teknologi Elektro, vol. 12, no. 3, pp. 153–159, 2021, doi: 10.22441/jte.2021.v12i3.009.
[13] E. L. Talakua, Y. A. K. Utama, and I. Andriyanto, “Optimasi Kontrol PID untuk Kendali Kecepatan Motor DC Menggunakan Metode Metaheuristik,” Seminar Nasional Ilmu Terapan, pp. 1–8, 2020.
[14] A. A. M. Zahir, S. S. N. Alhady, W. A. F. W. Othman, and M. F. Ahmad, “Genetic Algorithm Optimization of PID Controller for Brushed DC Motor,” in Intelligent Manufacturing & Mechatronics, Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer Nature Singapore, 2018, pp. 427–437. doi: 10.1007/978-981-10-8788-2_38.
[15] E. W. Suseno and A. Ma’rifat, “Tuning of PID Controller Parameters with Genetic Algorithm Method on DC Motor,” International Journal of Robotics and Control Systems, vol. 1, no. 1, pp. 41–53, 2021, doi: 10.31763/ijrcs.v1i1.249.
[16] J. Beneoluchi, A. Noraziah, and A. Eunice, “A new fitness function for tuning parameters of Peripheral Integral Derivative Controllers,” ICT Express, no. xxxx, pp. 1–5, 2021, doi: 10.1016/j.icte.2021.10.006.
[17] H. Sutrisno, Suryono, and P. H. Hastungkoro, Mengenal Motor Listrik Arus Searah, 1st ed. Klaten: Saka Mitra Kompetensi, 2019.
[18] B. Siswojo, ELEKTRONIKA KONTROL, 1st ed. Malang: UB Press, 2017.
[19] Fahmizal, F. Fathuddin, and R. Susanto, “Identifikasi Sistem Motor DC dan Kendali Linear Quadratic Regulator Berbasis Arduino-Simulink Matlab,” Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, vol. 17, no. 2, 2018.
[20] A. H. Rahardjo and W. B. Mursanto, Bahan Ajar Sistem Kendali. POLITEKNIK NEGERI BANDUNG, 2020.
[21] C. P. R. Tuuk, V. C. Poekoel, and J. Litouw, “Implementasi Pengendali PID Untuk Kestabilan Posisi Terbang Wahana Tanpa Awak,” J. Tek. Elektro dan Komput., vol. 7, no. 1, pp. 53–62, 2018.
[22] G. A. Salamena and V. Salamena, “Analisis Penentuan Konstanta Pengendali PID Menggunakan Garis Singgung Metode Ziegler-Nichols I pada Titik Koordinat Kurva Tanggapan Keluaran Plant,” JURNAL SIMETRIK, vol. 10, no. 2, pp. 333–343, 2020.
[23] Z. Zukhri, ALGORITMA GENETIKA Metode Komputasi Evolusioner untuk Menyelesaikan Masalah Optimasi, 1st ed. Yogyakarta: ANDI, 2014.
[24] T. H. Fratiwi, M. Sudarma, and N. Pramaita, “Sistem Klasifikasi Musik Gamelan Angklung Bali Terhadap Suasana Hati Menggunakan Algoritma K-Nearest Neighbor Berbasis Algoritma Genetika,” Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, vol. 20, no. 2, pp. 265–272, 2021.
[25] B. Y. Suprapto, A. Azmi, F. Nora, and S. Dwijayanti, “Penalaan Parameter Pengendali PID untuk Pengendalian Kecepatan Motor Arus Searah Menggunakan Metode Algoritma Genetika dan Jaringan Syaraf Tiruan,” Jurnal Riset Sains dan Teknologi, vol. 4, no. 1, pp. 15–23, 2020, doi: 10.30595/ jrst.v4i1.5050.
[26] “Motor Torque Calculator, Full Load Torque of a Motor.” http://www.electricalclassroom.com/full-load-motor (accessed Jan. 24, 2022).
Diterbitkan
2022-12-14
##submission.howToCite##
ALIANSYAH, Achmad Nur et al.
Analisis Tuning Parameter PID Menggunakan Algoritma Genetika pada Pengontrolan Kecepatan Motor DC.
Jurnal Teknologi Elektro, [S.l.], v. 21, n. 2, p. 287-296, dec. 2022.
ISSN 2503-2372.
Tersedia pada: <https://ojs.unud.ac.id/index.php/mite/article/view/92849>. Tanggal Akses: 15 oct. 2025
doi: https://doi.org/10.24843/MITE.2022.v21i02.P17.
Bagian
Articles
##submission.license.cc.by-nc-nd4.footer##
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
