LAPORAN PRAKTIKUM SIMULASI SISTEM PENGENDALIAN MENGGUNAKAN PENGENDALI PID “Diajukan untuk memenuhi salah satu mata kuliah Teknik Pengaturan”
Di susun oleh: Nama
: Mochammad Ilham R
NIM
: 151711047
Kelas
: 2B
Tanggal Praktikum
: 7 Maret 2017
Tanggal Pengumpulan Laporan
: 14 Maret 2017
Dosen Pembimbing
: Sri Utami, SST., MT
JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2017
I. TUJUAN
a. Mengetahui perilaku proses apabila digunakan pengendali PID. b. Mengetahui karakteristik proses pengendali PID.
II. DASAR TEORI
Kontroller PID merupakan jumlahan dari keluaran kontroller proportional, keluaran kontroller integral dan keluaran kontroller derivative. Karakteristik kontroller PID sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar ketiga parameter dari P, I dan D. Penyetelan konstanta Kp, Ti, dan Td akan mengakibatkan penonjolan sifat dari masing – masing elemen . Satu atau dua dari ketiga konstanta tersebut dapat disetel lebih menonjol dibanding yang lain. Konstanta yang menonjol itulah akan memberikan kontribusi pengaruh pada respon sistem secara keseluruhan. Parameter-parameter tersebut tidak bersifat independen, sehingga pada saat salah satu nilai konstantanya diubah, maka mungkin sistem tidak akan bereaksi seperti yang diinginkan Diagram blok untuk pengendali proporsional (P), Integral (I) dan derivatif (D) adalah :
. Pengendali proporsional Kp akan memberikan efek mengurangi waktu naik tetapi tidak menghapus kesalahan keadaan tunak . Pengendali integral Ki akan memberikan efek menghapus kesalahan keadaan tunak tetapi berakibat memburuknya tanggapan transient. Pengendali derivatif Kd akan memberikan efek meningkatnya stabilitas sistem, mengurangi lewatan maksimum dan menaikkan tanggapan fungsi trasnfer . Efek dari setiap pengendali dalam sistem lingkar tertutup dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Closed-Loop
Rise Time
Overshoot
Setting Time
SS Errror
K p
Decrease
Increase
Small Change
Decrease
K i
Decrease
Increase
Increase
Eliminate
K d
Small Change
Decrease
Decrease
Small Change
Response
Dari Tabel diatas dapat diketahui bahwa pengendali proporsional akan mengurangi waktu naik, meningkatkan persentase lewatan maksimum dan mengurangi keadaan tunak. Sedangkan pengendali proporsional derivatif mereduksi lewatan maksimum dan waktu turun. Selain itu, pengendali proporsional integral menurun pada waktu naik, meningkatkan lewatan maksimum dan waktu turun dan akan menghilangkan kesalahan keadaan. Salah satu permasalahan terbesar dalam desain kontroller PID yaitu masalah tuning untuk menentukan nilai Ki, Kp, dan Kd yang pas. Metode – metode tuning dilakukan berdasarkan model matemetika plant / sistem. Jika model tidak diketahui, maka dilakukan eksperimen terhadap sistem. Bisa juga pakai system try dan error. Kontroller PID ini merupakan jenis kontroller yang paling populer digunakan yang banyak diterapkan didunia industri. Luasnya penggunaaan controller PID pada dasarnya dilatarbelakangi oleh beberapa hal diantaranya : 1. Kesederhanaan struktur kontrol. Selain hanya ada 3 parameter utama yang perlu diatur , pengaruh perubahan setiap parameter PID terhadap dinamika pengontrolan secara intuitive mudah dipahami oleh operator . 2.
Kontrol PID memiliki sejarah yang panjang yang telah digunakan jauh sebelum era digital berkembang (yaitu sekita tahun 1930 – an ) .
3. Kontrol PID dalam banyak kasus telah terbukti menghasilkan unjuk kerja relative memuaskan, baik digunakan sebagai sistem regulator ( sistem kontrol dengan set point konstan dan beban cemderung berubah – ubah ) maupun sebagai sistem servo (sistem kontrol dengan set point yang berubah dan beban cenderung konstan).
III. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Membuka file simulasi sistem pengendalian proses dengan menggunakan Software Simulink-Matlab untuk pengendali PID. 2. Amati setiap parameter pada rangkaian di bawah ini, dan c atatlah semua data yang ada.
3. Lakukan simulasi dengan konfigurasi sebagai berikut.
1 2 3
Percobaan: P, tanpa load PI, tanpa load PID, tanpa load
4
pengaruh perubahan KP
50
0
0
0,5
0,08
0,088
0,1
5
pengaruh perubahan KP
50
0
0
0,5
0,14
0,088
0,1
6
pengaruh perubahan KI
50
0
0
0,5
0,12
0,07
0,1
7
pengaruh perubahan KI
50
0
0
0,5
0,12
0,13
0,1
8
pengaruh perubahan KD
50
0
0
0,5
0,12
0,088
0,05
pengaruh perubahan KD pengaruh pemberian load in pengaruh pemberian load out pengaruh perubahan setpoint
50 50 50 25
0 0,1 0 0
0 0 5 0
0,5 0,5 0,5 0,5
0,12 0,12 0,12 0,12
0,088 0,088 0,088 0,088
0,7 0,1 0,1 0,1
9 10 11 12
Setpoint 50 50 50
Load in 0 0 0
Load out 0 0 0
Dead time 0,5 0,5 0,5
KP 0,12 0,12 0,12
KI 0 0,088 0,088
KD 0 0 0,1
4. Amati perubahan pada setiap percobannya.
IV. HASIL PENGAMATAN
Offset
Max Overshoot (%)
Max Undershoot (%)
Amplitudo Decay
Rise Time
Settling Time
46.153
7.694
-
-
-
-
-
50
49.767
0.466
10.514
2.112
-
1.474
3.787
3
50
49.999
0.002
1.586
0.1
8.827x10^4
1.768
3.923
4
50
49.864
0.272
0
0
-
0.000
3.778
5
50
50.032
-0.064
7.647
0.816
-
1.375
2.286
6
50
49.536
0.928
0.094
1.58
-
2.003
3.097
7
50
50.654
-1.308
4.964
0
-
1.628
6.87
8
50
49.883
0.234
5.93
0.842
-
1.559
2.616
9
50
51.63
-3.26
6.262
7.026
-
3.371
9.232
10
50
50.374
-0.748
-
-
-
-
-
11
50
49.988
0.024
-
-
-
-
-
12
25
24.976
0.096
-
-
-
-
-
Percobaan ke-
Setpoint
Control Variable
1
50
2
