Contoh Skripsi : DESAIN KONTROLER MENGGUNAKAN METODE LINEAR QUADRATIC REGULATOR (LQR) UNTUK PENGONTROLAN SUHU UAP PADA SOLAR BOILER ONCE TROUGH MODE

ABSTRAK  

Solar boiler adalah suatu suatu peralatan yang dapat dimanfaatkan untuk

menyerap energi panas matahari dan energi panas tersebut diteruskan ke pipa-pipa yang

berisi air sehingga terjadi peningkatan suhu dari air yang berada di dalam pipa tersebut.

Pada solar boiler once trough mode, air dari preheater dipanaskan, dievaporasi, dan

diubah menjadi uap melalui proses sirkulasi. Pada mode ini injektor air diletakkan di

depan kolektor terakhir (last collector). Feed preheater bekerja menghasilkan air

dengan suhu 1800

-2100

C. Air ini kemudian dipanaskan di dalam kolektor melalui feed

line dan injector line sehingga dihasilkan uap dengan suhu 3000

C.

Pengontrolan suhu uap pada solar boiler once trough mode bertujuan untuk

mengontrol kerja solar boiler once trough mode agar dapat menghasilkan uap dengan

suhu mendekati nilai setting, sehingga suhu uap yang sesuai dapat diperoleh dalam

waktu singkat dan dengan mempergunakan energi yang sedikit serta menghemat

biaya produksi.

Respon sistem mencapai keadaan mantap ts (error 0%) sebesar 2216.5 detik.

Sedangkan respon sistem dengan adanya gangguan, mencapai keadaan mantap ts(error

0%) sebesar 2223 detik. Oleh karena itu, diperlukan adanya pengendalian optimal agar

respon sistem menjadi lebih baik.

Dari hasil analisis dan simulasi diperoleh kesimpulan hasil yang paling optimal

pada nilai matrik bobot Q = 0.945x10-4 dan matrik bobot R = 100. Respon sistem

optimal tanpa gangguan mencapai keadaan mantap ts(error 0%) sebesar 1582 detik.

Respon sistem optimal dengan adanya gangguan mencapai keadaan mantap ts (error

0%) sebesar 1511.2 detik. Jadi penerapan pengendalian optimal terhadap solar boiler

once trough mode dapat dilakukan dengan baik, ditandai dengan respon sistem yang

lebih baik. 

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.................................................................................................i

DAFTAR ISI ...............................................................................................................ii

DAFTAR TABEL.......................................................................................................v

DAFTAR GAMBAR...................................................................................................vi

DAFTAR LAMPIRAN...............................................................................................viii

ABSTRAK...................................................................................................................ix

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang............................................................................................1

1.2. Rumusan Masalah.......................................................................................2

1.3. Tujuan …….. ..............................................................................................2

1.4. Batasan Masalah…………………………………………………………..3

1.5. Sistematika dan Penulisan ..........................................................................3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Solar Boiler.................................................................................................5

2.1.1 Definisi Solar Boiler.......................................................................5

2.1.2 Macam-macam Solar Boiler...........................................................5

 2.1.2.1 Once Trough Mode ............................................................5

 2.1.2.2 Injection Mode ...................................................................5

 2.1.2.3 Recirculation Mode............................................................5

2.1.3 Komponen Dasar Solar Boiler........................................................6

 2.1.3.1 Feed Pump ........................................................................6

 2.1.3.2 Solar Collector..................................................................7

2.1.4 Proses Pada Solar Boiler ................................................................7

2.2 Sistem Kontrol Loop Tertutup....................................................................9

2.3 Respon Dinamis Sistem..............................................................................10

2.4 Konsep State Dalam Sistem Kontrol ..........................................................11

2.5 Keterkendalian dan Keteramatan................................................................14

2.5.1 Keterkendalian (Controllability).......................................................14

2.5.2 Keteramatan (Observability) ............................................................14

2.6 Konsep Sistem Kontrol Optimal Menggunakan

iii

 Metode Linear Quadratic Regulator (LQR)...............................................14

2.6.1 Teori Regulator Optimal...................................................................16

 2.6.2 Linear Quadratic Regulator (LQR)..................................................16

 2.6.2.1 Controller Algebraic Ricatti Equations (CARE) .................17

BAB III. METODOLOGI

3.1. Rancangan Penelitian...................................................................................19

3.1.1 Pengumpulan Data............................................................................19

3.1.2 Pemodelan Matematis Sistem...........................................................19

3.1.3 Analisis Optimal Sistem ...................................................................19

3.1.4 Simulasi Sistem ................................................................................20

3.2. Cara Kerja Penelitian...................................................................................20

BAB IV. PEMODELAN SISTEM BERDASARKAN DATA PLANT

4.1. Definisi ........................................................................................................21

4.2. Pemodelan Sistem........................................................................................21

4.2.1. Model Matematis Sensor dan Transmitter......................................23

4.2.2. Model Matematis Katup (valve).....................................................23

4.2.3. Model Matematis Dead Time .........................................................24

4.2.4. Model Matematis Solar Collector ..................................................25

4.2.4.1 Solar Collector bagian Injection Line................................25

4.2.4.2 Solar Collector bagian Feed Line......................................28

4.3. Uji Keterkontrolan dan Keteramatan Sistem...............................................31

4.4. Respon Sistem .............................................................................................32

4.4.1 Respon Sistem Tanpa Gangguan ......................................................32

4.4.2 Respon Sistem Dengan Gangguan....................................................33

BAB V. DESAIN KONTROLER DAN SIMULASI SISTEM

5.1. Desain Kontroler Menggunakan Metode

Linear Quadratic Regulator (LQR)............................................................34

5.1.1 Metode Linear Quadratic Regulator (LQR).....................................34

5.2. Perancangan Regulator Optimal ..................................................................35

5.2.1. Pembuktian Keterkendalian Sistem (Controllability)......................35

5.2.2. Pembuktian Keteramatan Sistem (Observability)............................36

5.2.3. Penentuan Matriks Bobot ................................................................36

5.2.4. Hasil Perhitungan Nilai Umpan Balik Optimal ...............................36

5.3 Simulasi Sistem Kontrol Optimal dengan Paket Program Matlab ...............39

iv

5.3.1 Simulasi Sistem Optimal Dengan Gangguan....................................46

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN

 6.1 Kesimpulan ..................................................................................................48

 6.2 Saran ............................................................................................................48

DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................50

LAMPIRAN ................................................................................................................51 

BAB I

PENDAHULUAN

I. 1. Latar Belakang

Energi fosil khususnya minyak bumi, merupakan sumber energi utama dan sumber

devisa negara. Kenyataan menunjukkan bahwa cadangan energi fosil jumlahnya terbatas.

Sementara itu, konsumsi energi terus meningkat sejalan dengan laju pertumbuhan ekonomi

dan pertambahan penduduk. Oleh karena itu diperlukan pengembangan dalam pemanfaatan

dan penerapan sistem energi surya.

Sumber energi matahari adalah energi radiasi yang dipancarkan secara langsung

dari matahari ke bumi, berupa energi thermal akibat temperatur permukaan matahari yang

sangat tinggi. Energi matahari mempunyai beberapa keuntungan, yaitu bebas polusi (bersih

dan ramah lingkungan), terdapat dimana saja, tersedia dengan cuma-cuma, intensitas

ketersediaannya cukup besar dan bersifat terbarukan.

Efektifitas pemanfaatan energi matahari secara langsung dapat ditingkatkan dengan

menggunakan pengumpul-pengumpul energi, yang biasa disebut kolektor. Dengan konversi

fotothermal, maka energi panas matahari dapat dimanfaatkan untuk memanaskan air.

Sebuah kolektor surya, yaitu suatu peralatan yang dapat dimanfaatkan untuk menyerap

energi panas matahari dan energi panas tersebut diteruskan ke pipa-pipa yang berisi air

sehingga terjadi peningkatan suhu dari air yang berada di dalam pipa tersebut. Dengan

menggunakan alat semacam ini diharapkan penyerapan panas dari matahari semakin besar

dan efektif sehingga dapat digunakan untuk pemanfaatan yang lebih besar.

Kolektor surya yang paling banyak dikembangkan untuk proses direct steam

generation ini adalah jenis “parabolic trough collector”. Kolektor surya ini merupakan

jenis kolektor yang bisa beroperasi pada suhu sampai dengan lebih kurang C dengan

konsentrasi radiasi matahari langsung ke pipa melalui fluida yang dipompa dan dipanaskan.

Saat ini teknologi “parabolic trough collector” yang bekerja dalam range suhu antara 200-

C menggunakan air sebagai fluida yang bekerja dalam pipa penyerap. Fluida yang

dipanaskan dan melewati pipa penyerap dari kolektor surya lalu mengkonversi radiasi

langsung matahari menjadi energi panas.. 

INGIN MEMILIKI FILE CONTOH SKRIPSI INI?? HANYA DENGAN RP. 35.OOO, 

ORDER VIA CHAT WA.

NOMOR FILE SKRIPSI : Skripsi Elektro 7