Ідентифікація продуктивності PID-N методу для керування швидкістю моторного гвинта BLDC на моделі катамаранів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.274713

Ключові слова:

судно-катамаран, керування швидкістю судна, PID-N контроль, двигун BLDC, пропелер

Анотація

Деякі країни-архіпелаги повинні мати широке море. Ця умова означає, що існує проблема транспортування вантажів і людей. Тому було зроблено зусилля для вивчення відновлюваної енергії, особливо сонячної. У цьому дослідженні застосовано гвинт двигуна BLDC (Brush Less Direct Current) і метод PID-N (Proportional, Integral, and Derivative – Filter Coefficient) для контролю швидкості судна-катамарана. Де PID-N має додаткові фільтри, такі як P, I та D; проте вдосконалена продуктивність цього керування використовує моделювання приводу RLS (рекурсивний метод найменших квадратів), який є найбільш систематичним і гнучким дизайном. Експеримент включає швидкісну реакцію кораблів з корисним вантажем і без нього, а також зміну параметрів швидкості. Результати показують, що керування швидкістю судна за допомогою PID-N має плавне та чітке керування швидкістю. Конструкція PID-N є систематичною, легкою та швидкою для розробника керування, щоб змінити робочі характеристики приводу або датчика, якщо буде заміна будь-якого приводу або датчика з іншими специфікаціями, що вимагається в комерційних цілях. Як ми знаємо, у комерційному дизайні час і метод мають вирішальне значення та повинні бути ефективними. Метод управління PID-N показує свою перевагу. Докладніше, налаштування швидкості катамарана збільшено з 0,4 м/с до 0,6 м/с без корисного навантаження, середній час встановлення становить 6 секунд із середньою похибкою швидкості 0,071 м/с при встановленій швидкості 0,6 м/с. Для встановлення швидкості, збільшеної на 0,4 м/с до 0,6 м/с з корисним навантаженням, час встановлення стає довшим, від 7 до 13 секунд із середньою швидкістю похибки 0,01 м/с при заданій швидкості 0,06 м/с. Він виконує невеликі помилки та прискорює час встановлення. Модель корабля була проекспериментована на штучній водоймі, вона пов'язана з пропорційною малою морською хвилею. Дослідження також показало, що відношення споживаної електроенергії до налаштування швидкості визначається експоненціальною формулою

Біографії авторів

Budhy Setiawan, State Polytechnic of Malang

Master of Electric Engineering, Doctor

Department of Electric Engineering

Mohammad Kamil Firdaus, State Polytechnic of Malang

Master of Electric Engineering, Student

Department of Electric Engineering

Sapto Wibowo, State Polytechnic of Malang

Master of Electric Engineering, Doctor

Department of Electric Engineering

Ian Agafta, State Polytechnic of Malang

Master of Electric Engineering, Student

Department of Electric Engineering

Fikri Zain, State Polytechnic of Malang

Bachelor of Electric Engineering, Student

Department of Electric Engineering

Посилання

  1. Yuan, Y., Wang, J., Yan, X., Shen, B., Long, T. (2020). A review of multi-energy hybrid power system for ships. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 132, 110081. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110081
  2. Rehman, S., Alam, Md., Alhems, L., Rafique, M. (2018). Horizontal Axis Wind Turbine Blade Design Methodologies for Efficiency Enhancement—A Review. Energies, 11 (3), 506. doi: https://doi.org/10.3390/en11030506
  3. Chrismianto, D., Berlian, A. A., Sobirin, Y. (2014). The influence of variations in the hull shape of catamaran ships on the magnitude of total resistance using CFD. Kapal: Journal of Marine Science and Technology, 11 (2), 99–106. Available at: https://ejournal.undip.ac.id/index.php/kapal/article/view/7367
  4. Setiawan, B., Putra, E. S., Siradjuddin, I., Junus, M. (2021). Optimisation solar and wind hybrid energy for model catamaran ship. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1073 (1), 012044. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/1073/1/012044
  5. Handayani, N. A., Ariyanti, D. (2012). Potency of Solar Energy Applications in Indonesia. International Journal of Renewable Energy Development, 1 (2), 33–38. doi: https://doi.org/10.14710/ijred.1.2.33-38
  6. Setiawan, B., Putra, E. S., Siradjuddin, I. (2021). Hybrid renewable energy photovoltaic and darrieus VAWT as propulsion fuel of prototype catamaran ship. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 10 (4), 1846–1855. doi: https://doi.org/10.11591/eei.v10i4.3113
  7. Yanuar, Y., Gunawan, G., Utomo, A. S. A., Luthfi, M. N., Baezal, M. A. B., Majid, F. R. S., Chairunisa, Z. (2020). Numerical and Experimental Analysis of Total Hull Resistance on Floating Catamaran Pontoon for N219 Seaplanes based on Biomimetics Design with Clearance Configuration. International Journal of Technology, 11 (7), 1397. doi: https://doi.org/10.14716/ijtech.v11i7.4503
  8. Kurniawan, A., Hardianto, Koenhardono, E. S., Kusuma, I. R. (2015). Modeling and control of ballast system to improve stability of catamaran boat. 2015 International Conference on Advanced Mechatronics, Intelligent Manufacture, and Industrial Automation (ICAMIMIA). doi: https://doi.org/10.1109/icamimia.2015.7508032
  9. Iqbal, M., Samuel, S. (2017). Traditional Catamaran Hull Form Configurations that Reduce Total Resistance. International Journal of Technology, 8 (1), 85. doi: https://doi.org/10.14716/ijtech.v8i1.4161
  10. Fitriadhy, A., Razali, N. S., AqilahMansor, N. (2017). Seakeeping performance of a rounded hull catamaran in waves using CFD approach. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING AND SCIENCES, 11 (2), 2601–2614. doi: https://doi.org/10.15282/jmes.11.2.2017.4.0238
  11. Kogan, E. M. (1970). To hydrodinamical theory of oscillations of Catamaran in liquid of finite depth. In: Proceedings of Nikolaev Shipbuilding Institute of Adm SOMakarov Ship Theory, 35, 33–39.
  12. Dyachkov, V., Makov, J. (2005). Seakeeping of a fast displacement catamaran. TRANSPORT, 20 (1), 14–22. doi: https://doi.org/10.3846/16484142.2005.9637990
  13. Anugrah, R. F. (2020). Kontrol Kecepatan Motor Brushless DC Menggunakan Six Step Comutation Dengan Kontrol PID ( ropotional Integral Derivative). Jurnal Teknik Elektro Dan Komputer TRIAC, 7 (2), 57–63. doi: https://doi.org/10.21107/triac.v7i2.7923
  14. Putra, H. P., Suryoatmojo, H., Anam, S. (2016). Perbaikan Faktor Daya Menggunakan Cuk Converter pada Pengaturan Kecepatan Motor Brushless DC. Jurnal Teknik ITS, 5 (2). doi: https://doi.org/10.12962/j23373539.v5i2.16097
  15. Gong, A., MacNeill, R., Verstraete, D. (2018). Performance Testing and Modeling of a Brushless DC Motor, Electronic Speed Controller and Propeller for a Small UAV Application. 2018 Joint Propulsion Conference. doi: https://doi.org/10.2514/6.2018-4584
  16. Process Modelling and Identification for Use in Self-tuning Controllers (2005). Advanced Textbooks in Control and Signal Processing, 21–52. doi: https://doi.org/10.1007/1-84628-041-9_3
  17. Malarvili, S., Mageshwari, S. (2022). Nonlinear pid (N-PID) controller for SSSP grid connected inverter control of photovoltaic systems. Electric Power Systems Research, 211, 108175. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2022.108175
Ідентифікація продуктивності PID-N методу для керування швидкістю моторного гвинта BLDC на моделі катамаранів

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

Setiawan, B., Firdaus, M. K., Wibowo, S., Agafta, I., & Zain, F. (2023). Ідентифікація продуктивності PID-N методу для керування швидкістю моторного гвинта BLDC на моделі катамаранів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(2 (123), 35–43. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.274713

Номер

Том 3 № 2 (123) (2023): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Budhy Setiawan, Mohammad Kamil Firdaus, Sapto Wibowo, Ian Agafta, Fikri Zain

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.