1ANALISIS RESPON SISTEMKONTROL PID DENGAN MATLABOleh : Didik Hariyanto2ANALISIS RESPON SISTEM (1)zMelihat respon keluaran dari sistem dalamskala waktuzMenggunakan bantuan matlabzDapat digunakan untuk mendapatkanrespon sistem yang diinginkan3ANALISIS RESPON SISTEM (2)Istilah dalam respon sistem :zWaktu naik (rise time)zWaktu penyelesaian (settling time)zNilai keluaran yang diinginkan (set point)zKondisi melampaui set point (overshoot)zKesalahan keadaan tunak (error steady state)4SISTEM UNITY FEEDBACK (1)CONTROLLER PLANTR Y e u+-5SISTEM UNITY FEEDBACK (2)zController : menyediakan/memberikanrencana yang mantap, didesain untukmengontrol tingkah laku yang menyeluruhdari sistemzPlant : sistem yang harus dikontrol6CONTOH MASALAHzSistem yang terdiri dari massa, pegas, danperedamMFxkbx7PERSAMAAN MODEL SISTEMPersamaan model sistem :Transformasi Laplace dari model sistem :Fungsi transfer antara X(s) dan F(s) menjadi :k bs Ms s Ys X+ +=21) () () ( ) ( ) ( ) (2s F s kX s bsX s X Ms = + +F kx bx Mx = + + 8PENENTUAN BESARAN DLM CONTOHzM = 1 kgzb = 10 N.s/mzk = 20 N/mzF(s) = 1zFungsi transfer menjadi :20 101) () (2+ +=s s s Ys X9RESPON SISTEM OPEN LOOP (1)zBuat m-file baru pada matlab danmasukkan kode berikut :num=1;den=[1 10 20];step(num,den)zJalankan m-file tersebut10RESPON SISTEM OPEN LOOP (2)11RESPON SISTEM OPEN LOOP (3)zHasil penguatan yang diperoleh adalah0.05, sehingga error steady state sebesar0.95 (error steady state = besar)zRise time-nya sebesar 1.5 detik (rise time= lambat)12YANG DIHARAPKANzRise time yang cepatzError steady state sama mendekati nolzOvershoot yang minimumPenyelesaian dengan menggunakan kontrolPID (Proportional-Integral-Derivative)13PROPORTIONAL CONTROL (1)zFungsi transfer menjadi :zBuat m-file baru di matlab dengan menentukanproportional gain (Kp) sebesar 300Kp=300;num=Kp;den=[1 10 20+Kp];t=0:0.01:2;step(num,den,t)) 20 ( 10 ) () (2PPK s sKs Ys X+ + +=14PROPORTIONAL CONTROL (2)15PROPORTIONAL CONTROL (3)Plot diatas memperlihatkan bahwaproportional control :zMereduksi rise timezMereduksi error steady statezMasih terdapat overshoot16PROPORTIONAL-DERIVATIVE CONTROL (1)zFungsi transfer menjadi :zBuat m-file baru di matlab dengan menentukanproportional gain (Kp) sebesar 300 dan Kd=10Kp=300;Kd=10;num=[Kd Kp];den=[1 10+Kd 20+Kp];t=0:0.01:2;step(num,den,t)) 20 ( ) 10 ( ) () (2P DP DK s K sK s Ks Ys X+ + + ++=17PROPORTIONAL-DERIVATIVE CONTROL (2)18PROPORTIONAL-DERIVATIVE CONTROL (3)Plot diatas menunjukkan bahwapenambahan derivative controller :zMereduksi overshootzMemberikan efek kecil pada rise timezMemberikan efek kecil pada error steady state19PROPORTIONAL-INTEGRAL CONTROL (1)zFungsi transfer menjadi :zBuat m-file baru di matlab dengan proportional gain (Kp) = 30 dan Ki = 70Kp=30;Ki=70;num=[Kp Ki];den=[1 10 20+Kp Ki];t=0:0.01:2;step(num,den,t)I PI PK s K s sK s Ks Ys X+ + + ++=) 20 ( 10 ) () (2 320PROPORTIONAL-INTEGRAL CONTROL (2)21PROPORTIONAL-INTEGRAL CONTROL (3)Plot diatas menunjukkan bahwapenggunaan integral controller dapat :zMereduksi overshootzMereduksi error steady statezMemberikan efek kecil pada rise time22P-I-D CONTROL (1)zFungsi transfer menjadi :zBuat m-file baru di matlab dengan Kp = 30, Ki = 70 dan Kd = 10Kp=30;Ki=70;Kd=10;num=[Kd Kp Ki];den=[1 10+Kd 20+Kp Ki];t=0:0.01:2;step(num,den,t)I P DI P DK s K s K sK s K s Ks Ys X+ + + + ++ +=) 20 ( ) 10 (2) () (2 323P-I-D CONTROL (2)24P-I-D CONTROL (3)zBuat m-file baru di matlab dengan Kp = 100, Ki = 80 dan Kd = 30Kp=100;Ki=80;Kd=30;num=[Kd Kp Ki];den=[1 10+Kd 20+Kp Ki];t=0:0.01:2;step(num,den,t)25P-I-D CONTROL (4)26SISTEM YANG IDEAL27PEDOMAN DESAIN P-I-DzDapatkan respon sistem open-loop dan tentukanapa saja yang ingin ditingkatkanzTambahkan P-Control untuk meningkatkan rise timezTambahkan D-Control untuk mengurangiovershootzTambahkan I-Control untuk mengurangi error steady statezSeimbangkan setiap Kp, Ki, dan Kd untukmendapatkan keseluruhan respon sistem yang diinginkan28TUGASzBuat m-file di matlab untuk mendapatkanrespon sistem pada contoh denganmengubah parameter Kp, Ki, dan Kd !zGambarkan respon sistem pada contohdalam bentuk plot !