LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM KENDALI ISimulasi Kontrol Proses dengan Kontroler PID

Untuk Plant Orde 1Dosen Pengampu : Bekti Wulandari, M.Pd.

Disusun oleh :Maratus Arifiah 13507134022

TEKNIK ELEKRONIKAUNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

YOGYAKARTA2014

A. KOMPETENSIMampu menjelaskan kegunaan masing-masing komponen kontroler PID

B. SUB KOMPETENSIMahasiswa dapat menjelaskan kegunaan masing-masing komponen kontroler PIDuntukPlant orde 1 dan mampu menempatkannya pada sistem kontrol proses.

C. TUGAS TEORI1. Pelajari teori tentang aksi kontrol PID2. Pelajari teori tentang watak sistem orde 13. Pelajari teori tentang pengendalian terhadap proses yang mempunyai delay

D. ALAT/INSTRUMENT/APARATUS/BAHAN1. Personal Computer (PC)2. Software MATLAB

E. KESELAMATAN KERJA1. Pastikan personal computer (PC) telah terinstall dengan baik2. Jangan mengubah-ubah setting pada system operasi PC

F. LANGKAH KERJAI. Proses Orde 1 Tanpa Delay

1. Susunlah sistem seperti gambar di bawah pada editorSimulink.

Step

PID

PIDController

1

s+

1TransferFcn

Scope

Gain

1

2. Atur Step agar final value sebesar 1, dan step time = 0.3. Atur parameter PID Controller : P = 1, I = 0, D = 04. Jalankan sistem, amati dan gambarlah tampilan Scope. Catatlah

beberapa parameter yang diperlukan, misalnya konstanta waktu (timeconstant) dan kesalahan keadaan tunak (steady-state error).

No Nilai P(I = 0,D=0)

Timeconstant

Steady-stateerror

Keterangan

1 12 1.53 24 356

5. Perbesar nilai P agar steady-state error menjadi nol atau mendekati nol. Dapatkahini

dicapai ? Bila dapat, berapakah nilai P ?6. Bila tidak dapat (sulit), atur nilai P agar steady-state error sekitar 25 %. Catat nilaiP

pada kondisi ini.7. Atur nilai I, dari kecil sampai besar sehingga steady-state error menjadi

nol atau mendekati nol. Dapatkah ini terjadi ? Berapakah nilai I ? Apakahnilai I sama dengan nilai P ?No Nilai I

(P = ...., D =0)

Timeconstant

Steady-stateerror

Keterangan

1 0.52 13 1.54 2567

8. Gambar tampilan Scope yang terbaik menurut anda dan catat parameter yangdiperlukan

9. Cobalah mengecilkan time constant dengan membesarkan nilai Pdan I secara bersamaan, sementara D = 0.No Nilai P Nilai I Time

constantSteady-stateerror

Keterangan1 0.5 0.52 1 13 2 24 3 3567

II. Proses Orde 1 Dengan Delay1. Susunlah sistem seperti gambar berikut pada editor Simulink.

2. Atur Step agar final value sebesar 1, dan step time = 03. Pada Transport Delay, atur parameter Time Delay = 0.54. Atur parameter PID Controller : P = 1, I = 0, dan D = 05. Jalankan sistem, amati dan gambarlah tampilan Scope. Catatlah

beberapa parameter yang diperlukan, misalnya konstanta waktu (timeconstant) dan kesalahan keadaan tunak (steady-state error).

6. Perbesar nilai P sedikit demi sedikit, agar steady-state error menjadi nol ataumendekati nol. Dapatkah ini terjadi ? Bila dapat, berapakah nilai P ?No Nilai P

(I = 0,D=0)

Timeconstant

Steady-stateerror

Keterangan

1 12 1.53 24 2.55678910

7. Bila tidak dapat (sulit), atur nilai P agar steady-state error sekitar 30 %. Catat nilaiP

pada kondisi ini.8. Atur nilai I, dari kecil sampai besar, sehingga steady-state error

menjadi nol atau mendekati nol, dengan maximum overshoot 120 %.Berapakah nilai I?No Nilai I

(P = ...., D =0)

Timeconstant

Steady-stateerror

Keterangan

1 0.52 1

3 1.54 2567

9. Atur nilai D dari kecil ke besar untuk memperkecil maximum overshoot. Berapakahnilai D ?No Nilai D

(P = ...., I =....)

Timeconstant

Steady-stateerror

Keterangan

1 0.52 13 1.54 2567

10. Gambar tampilan akhir Scope ini dan catat parameter-parameter yang diperlukan!

G. TUGAS1. Ubahlah koefisien s pada blok Tranfer FCn menjadi 5. Ulangi langkah 2 sampai 8.

Berapakah nilai P dan I yang anda peroleh ? Bagaimana caramengecilkan time constant ? (Tanpa delay)

2. Pada Transport Delay, ubah Time Delay menjadi 1. Ulangi langkah 4 sampai 10.Berapakah nilai P, I dan D yang anda peroleh ?

H. DATA PRAKTIKUM

1. Proses Orde 1 Tanpa Delay

No Nilai P(I = 0, D=0)

Timeconstant

Steady-state error

1 1 0.5 50 %2 1.5 0.4 50 %3 2 0.34 33 %4 3 0.26 25 %

No Nilai I(P = ...., D = 0)

Timeconstant

Steady-state error

1 0.5 0.43 7 %2 1 0.38 2 %3 1.5 0.375 1 %4 2 0.37 0 %

No Nilai P Nilai I Timeconstant

Steady-stateerror1 0.5 0.5 1.94 1 %

2 1 1 0.97 0 %3 2 2 0.48 0 %4 3 3 0.337 0 %

2. Proses Orde 1 Dengan Delay

No Nilai P(I = 0)

Nilai D Time constant Steady-stateerror

1 1 0.1 0.88 50 %2 1.5 0.2 0.79 40 %3 2 0.3 0.74 33 %4 2.5 0.4 0.70 28.4 %

No NilaiI

Nilai D Nilai P Time constant Steady-stateerror

1 0.5 0.1 0 2.82 0%2 1 0.2 0 1.94 3%3 1.5 0.1 1 1.07 0%4 2 0.4 1 1.02 0.1%

No NilaiD

(P=I) Timeconstant

Steady-stateerror

1 0.5 2.5 0.752 0%2 0.6 2 0.815 0%3 0.8 1 1.68 0%4 0.9 1 1.73 0%

I. GAMBAR GELOMBANG

1. Proses Orde 1 Tanpa DelayTabel 1Pada saat P = 1, I = 0, D = 0Time konstan = 0,5 SSE = 50 %

2. Tabel 2Pada saat I = 0.5, P = 0, D = 0Time constan = 0.43 SSE = 7 %

3. Tabel 3Pada saat P = 0.5, I = 0.5, D = 0Time Constant = 1.94 SSE = 1 %

4. Proses orde 1 dengan DelayTabel 1Pada saat P = 1, I = 0, D = 0.1Time Constan = 0.88 SSE = 50 %

5. Table 2Pada saat P = 0, I= 0.5 D = 0.1Time Constan = 2.82 SSE = 0 %

6. Tabel 3Pada saat P=I : 2.5, D= 0.5Time Konstan SSE = 0%

J. KESIMPULAN Mampu menjelaskan masing-masing kegunaan komponen PID PID memiliki peranan penting dalam sistem kendali. Sebuah input akan diproses

dengan kontroler tertentu untuk mereduksi tingkat error, menyetabilkan keadaantertentu dan lain lain. Input akan diproses dalam P, I, dan D sehingga akanterbentuk output yang bagus