STUDI OPTIMASI KONSTANTA PID PADA VARIABLE FREQUENCY DRIVE MOTOR EXTRUDER PERFORMANCE MENGGUNAKAN MATLAB

ABSTRAK
Proses produksi Cast Polypropylene (CPP) pada industri kemasan fleksibel menuntut
kestabilan operasi mesin extruder secara kontinu, khususnya pada sistem penggerak motor
yang bekerja pada kondisi beban tinggi dan fluktuatif. Perubahan karakteristik lelehan material
serta tekanan pada die menyebabkan variasi torsi beban yang dapat mengganggu kestabilan
kecepatan motor induksi tiga fasa. Untuk menjaga kestabilan tersebut digunakan Variable
Frequency Drive (VFD) yang dilengkapi sistem kendali Proportional–Integral (PI).
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan parameter PI optimal pada sistem kendali
kecepatan motor extruder berbasis VFD menggunakan simulasi MATLAB/Simulink. Model
sistem yang digunakan meliputi penyearah tiga fasa, DC-link, inverter PWM enam IGBT, serta
motor induksi tipe squirrel-cage dalam konfigurasi kendali tertutup. Parameter PI existing yang
digunakan sebagai kondisi awal sistem terlebih dahulu dianalisis, kemudian dilakukan proses
penyetelan ulang parameter menggunakan metode trial and error untuk memperoleh performa
sistem yang lebih optimal.
Pengujian dilakukan terhadap lima variasi parameter PI melalui perubahan setpoint
kecepatan dan pemberian gangguan torsi beban sebesar 175 Nm pada t = 5 detik. Evaluasi
performa dilakukan berdasarkan parameter respon waktu (rise time, settling time, overshoot,
steady-state error), deviasi maksimum akibat gangguan, recovery time, serta indeks performa
integral ITAE (Integral of Time-weighted Absolute Error).
Hasil simulasi menunjukkan bahwa kombinasi parameter optimal diperoleh pada Kp =
2.0 dan Ki = 0.1. Pada kondisi tanpa gangguan, sistem menunjukkan rise time sekitar 0,21 s
dengan overshoot yang tetap terkendali serta steady-state error mendekati nol. Pada kondisi
gangguan, sistem mampu membatasi deviasi maksimum dan kembali menuju setpoint dengan
recovery time yang cepat. Berdasarkan evaluasi ITAE, kombinasi tersebut menghasilkan nilai
terendah pada kondisi gangguan serta tetap rendah pada kondisi nominal, sehingga
menunjukkan keseimbangan terbaik antara kecepatan respon dan ketahanan terhadap
gangguan.
Penelitian ini menghasilkan rekomendasi parameter PI yang terukur dan aplikatif untuk
sistem penggerak motor extruder berbasis VFD, sehingga dapat digunakan sebagai referensi
teknis dalam mendukung kestabilan proses produksi tanpa perlu melakukan pengujian
langsung pada sistem industri.
iii
Kata kunci: Variable Frequency Drive, kontrol PI, motor induksi tiga fasa, extruder,
simulasi MATLAB, ITAE, kestabilan sistem.