Perancangan dan Analisis Kendali Lead pada Rangkaian RLC Berdasarkan Pendekatan Root Locus

Muhammad Alvin Andrianto; Ulinnuha Latifa

doi:10.32493/epic.v9i1.59886

Authors

Muhammad Alvin Andrianto Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang
Ulinnuha Latifa Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang

DOI:

https://doi.org/10.32493/epic.v9i1.59886

Keywords:

Root Locus, kestabilan sistem kendali, Rangkaian RLC, Kontroler Lead, MATLAB

Abstract

Penelitian ini membahas perancangan kontroler lead berbasis metode root locus pada sistem rangkaian RLC paralel untuk meningkatkan performa respon transien sistem. Sistem dimodelkan dalam domain Laplace dan dianalisis menggunakan MATLAB melalui karakteristik step response, root locus, pole-zero, diagram Bode, dan diagram Nyquist. Hasil analisis sistem awal menunjukkan bahwa sistem berada dalam kondisi stabil dengan seluruh pole terletak di sisi kiri bidang kompleks dan kurva Nyquist tidak mengelilingi titik kritis. Namun, sistem masih memiliki performa transien yang kurang optimal dengan overshoot sebesar 29,7% dan settling time sekitar 7,94 ms. Untuk memperbaiki karakteristik tersebut, dirancang kontroler lead menggunakan pendekatan root locus berdasarkan spesifikasi maksimum overshoot kurang dari 10%, settling time kurang dari 5 ms, dan steady-state error sebesar 0,01. Hasil simulasi setelah penambahan kontroler lead menunjukkan peningkatan phase margin hingga 157,35° dan sistem tetap stabil berdasarkan analisis Nyquist. Akan tetapi, respon step menghasilkan nilai yang tidak valid sehingga menunjukkan bahwa parameter kontroler belum optimal. Selain itu, sistem cenderung mengalami kondisi overdamped akibat phase margin yang terlalu tinggi dan penempatan pole serta zero yang belum tepat. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa metode root locus mampu digunakan dalam perancangan kontroler lead untuk meningkatkan kestabilan sistem RLC, namun diperlukan proses tuning ulang parameter kontroler agar diperoleh performa dinamis yang lebih optimal sesuai spesifikasi yang diinginkan.

References

Ataka, A., Sandiwan, A., Tnunay, H., Utomo, D. R., & Cahyadi, A. I. (2023). Inverted Pendulum Control: A Comparative Study from Conventional Control to Reinforcement Learning. Jurnal Nasional Teknik Elektro Dan Teknologi Informasi, 12(3), 197–204. https://doi.org/10.22146/JNTETI.V12I3.7065

Fadillah, E. P., Endryansyah, E., Rusimamto, P. W., & Zuhri, M. S. (2022). Desain Sistem Pengaturan Keseimbangan Posisi Bola pada Sistem Ball and Beam Menggunakan Metode Kendali Root Locus Berbasis MATLAB. JURNAL TEKNIK ELEKTRO, 11(1), 136–145. https://doi.org/10.26740/JTE.V11N1.P136-145

Halder, K., & Das, S. (2024). Stabilizing regions of dominant pole placement for second order lead processes with time delay using filtered PID controllers. PLOS ONE, 19(6), e0304128. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PONE.0304128

Haque, M. Y. Y. U., Islam, M. R., Ahmed, T., & Sheikh, M. R. I. (2022). Improved voltage tracking of autonomous microgrid technology using a combined resonant controller with lead-lag compensator adopting negative imaginary theorem. Protection and Control of Modern Power Systems 2022 7:1, 7(1), 10-. https://doi.org/10.1186/S41601-022-00231-4

Moensaku, R. L., Lapono, L. A. S., & Warsito, A. (2022). RESPON TRANSIEN TERAPAN METODE PID DALAM PROSES PENGISIAN MUATAN PADA RANGKAIAN RLC. Jurnal Fisika : Fisika Sains Dan Aplikasinya, 7(2), 67–73. https://doi.org/10.35508/FISA.V7I2.9349

Muhammad, A., Yanuar, L., Asnan Said, F., Diaz Pramudya, R., Ma’rifat, J., Faiz, A., & Andrasto, T. (2025). Aplikasi Metode Root-Locus dengan Aproksimasi Padé untuk Analisis Pengaruh Time Delay pada Kestabilan Sistem Kendali. JURAL RISET RUMPUN ILMU TEKNIK, 4(2), 28–40. https://doi.org/10.55606/JURRITEK.V4I2.5467

Putri, D. A., & Huda, D. N. (2024). Perancangan Simulasi Besaran Fisis dan Grafik pada Rangkaian RLC Seri dengan Memanfaatkan Program Graphic User Interface (GUI) Matlab. Navigation Physics : Journal of Physics Education, 6(2), 184–193. https://doi.org/10.30998/NPJPE.V6I2.2731

Simanjorang, I. B., Desvend Sinaga, D., & Lourenza, S. (2020). Desain Kompensator Motor Servo Dc 734 Pada Laboratorium Dasar Sistem Kendali. Jurnal ELPOTECS, 3(2), 22–33. https://doi.org/10.51622/ELPOTECS.V3I2.468

Sukirman, I., Rusli, M., & Yudaningtyas, E. (2022). PERANCANGAN ALGORITMA KOMPENSATOR LEAD-LAG PADA SISTEM KONTROL TEGANGAN GENERATOR DC DENGAN METODE ROOT LOCUS. Jurnal Mahasiswa TEUB, 10(1). https://elektro.studentjournal.ub.ac.id/index.php/teub/article/view/1716

Wiguna, Y. K., Rusimamto, P. W., Suprianto, B., & Zuhrie, M. S. (2021). Desain Sistem Pengendali Posisi Sumbu Azimuth Pada Turret Gun Dengan PI Controller Metode Root-Locus. JURNAL TEKNIK ELEKTRO, 10(3), 817–825. https://doi.org/10.26740/JTE.V10N3.P817-825

Wu, M., Jiang, W., Zhong, C., & Yuan, F. (2024). Research on the complex dynamical behavior of H-bridge inverter with RLC load. Scientific Reports 2024 14:1, 14(1), 23916-. https://doi.org/10.1038/s41598-024-74812-8

Yang, W. (2023). Design and analysis of root locus based controllers. Journal of Physics: Conference Series, 2634(1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2634/1/012020

Zhang, Q., Gan, D., Huang, W., Xu, H., Wu, S., Huang, R., & Zeng, P. (2023). Power system small-disturbance stability analysis and control design: A characteristic locus method. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 148, 108998. https://doi.org/10.1016/J.IJEPES.2023.108998