Docstoc

PID Tuning Parameter Pengontrol PID Tujuan Praktikum 1 Memahami proses tuning

Document Sample
PID Tuning Parameter Pengontrol PID Tujuan Praktikum 1 Memahami proses tuning Powered By Docstoc
					Tuning Parameter Pengontrol PID
Tujuan Praktikum
          1. Memahami proses tuning dalam pengontrol
          2. Memahami beberapa metode dalam tuning pengontrol PID

Tuning Pengontrol
          Agar diperoleh respon pengontrol yang terbaik, maka perlu dilakukan tuning
          parameter pengontrol PID. Dalam tuning, kita mencari nilai-nilai dari
          Proporsional Gain (Kp), Waktu Integral (Ti) dan Waktu Derivatif (Td).
          Penalaan parameter kontroller PID selalu didasari atas tinjauan terhadap
          karakteristik yang diatur (Plant). Dengan demikian betapapun rumitnya suatu
          plant, perilaku plant tersebut harus diketahui terlebih dahulu sebelum penalaan
          parameter PID itu dilakukan.
          Karena penyusunan model matematik plant tidak mudah, maka dikembangkan
          suatu metode eksperimental. Metode ini didasarkan pada reaksi plant yang
          dikenai suatu perubahan. Dengan menggunakan metode itu model matematik
          perilaku plant tidak diperlukan lagi, karena dengan menggunakan data yang
          berupa kurva keluaran, penalaan kontroler PID telah dapat dilakukan. Penalaan
          bertujuan untuk mendapatkan kinerja sistem sesuai spesifikasi perancangan. Dua
          metode pendekatan eksperimen adalah Ziegler-Nichols dan metode Quarter
          decay.

Metode Ziegler-Nichols
          Ziegler-Nichols pertama kali memperkenalkan metodenya pada tahun 1942.
          Metode ini memiliki dua cara, metode osilasi dan kurva reaksi. Kedua metode
                                                          Pengontrol P, PI, PD dan sebesar
          ditujukan untuk menghasilkan respon sistem dengan lonjakan maksimumPID serta
                                                         lonjakan 25%.
          25%. Gambar 5 - 1 memperlihatkan kurva dengan Penyimpanan Data dalam LabVIEW




             Gambar 5 – 1. Kurva respons tangga satuan yang memperlihatkan 25 %
                                    lonjakan maksimum



                                                            Tuning Parameter Pengontrol PID
Metode Kurva Reaksi
         Metode ini didasarkan terhadap reaksi sistem untaian terbuka. Plant sebagai
         untaian terbuka dikenai sinyal fungsi tangga satuan (gambar 5 - 2). Kalau
         plant minimal tidak mengandung unsur integrator ataupun pole-pole
         kompleks, reaksi sistem akan berbentuk S. Gambar 5 - 3 menunjukkan kurva
         berbentuk S tersebut. Kelemahan metode ini terletak pada ketidak
         mampuannya untuk plant integrator maupun plant yang memiliki pole
         kompleks.




                  Gambar 5 – 2. Respon tangga satuan sistem




                         Gambar 5 – 3. Kurva Respons berbentuk S

         Kurva berbentuk-s mempunyai dua konstanta, waktu mati (dead time) L dan
         waktu tunda T. Dari gambar 5 - 3 terlihat bahwa kurva reaksi berubah naik,
         setelah selang waktu L. Sedangkan waktu tunda menggambarkan perubahan kurva
         setelah mencapai 66% dari keadaan mantapnya. Pada kurva dibuat suatu garis
         yang bersinggungan dengan garis kurva. Garis singgung itu akan memotong
         dengan sumbu absis dan garis maksimum. Perpotongan garis singgung dengan
         sumbu absis merupakan ukuran waktu mati, dan perpotongan dengan garis
         maksimum merupakan waktu tunda yang diukur dari titik waktu L.

         Penalaan parameter PID didasarkan perolehan kedua konstanta itu. Zeigler dan
         Nichols melakukan eksperimen dan menyarankan parameter penyetelan nilai
         Kp, Ti, dan Td dengan didasarkan pada kedua parameter tersebut. Tabel 5 - 1
         merupakan rumusan penalaan parameter PID berdasarkan cara kurva reaksi.




                                                         Tuning Parameter Pengontrol PID
                                          Tabel 5 - 1
                       Penalaan paramater PID dengan metode kurva reaksi

                                             P           PI            PID

                            Kp              T/L        0.9 T/L        1.2T/L

                             Ki                         L/0.3           2L

                            Kd               0            0            0.5L


Metode Osilasi
          Metode ini didasarkan pada reaksi sistem untaian tertutup. Plant disusun serial
          dengan kontroller PID. Semula parameter parameter integrator disetel tak
          berhingga dan parameter diferensial disetel nol (Ti = ~ ;Td = 0). Parameter
          proporsional kemudian dinaikkan bertahap. Mulai dari nol sampai mencapai
          harga yang mengakibatkan reaksi sistem berosilasi. Reaksi sistem harus
          berosilasi dengan magnitud tetap(Sustain oscillation) (Guterus, 1994, 9-9).
          Gambar 5 – 4 menunjukkan rangkaian untaian tertutup pada cara osilasi.




             Gambar 5 – 4. Sistem untaian tertutup dengan alat kontrol proporsional

          Nilai penguatan proportional pada saat sistem mencapai kondisi sustain
          oscillation disebut ultimate gain KCR. Periode dari sustained oscillation
          disebut ultimate period PCR (Perdikaris, 1991, 433). Gambar 5 - 5
          menggambarkan kurva reaksi untaian terttutup ketika berosilasi.




                         Gambar 5 – 5. Kurva respon sustain oscillation

          Penalaan parameter PID didasarkan terhadap kedua konstanta hasil
          eksperimen, KCR dan PCR. Ziegler dan Nichols menyarankan penyetelan nilai
          parameter Kp, Ti,dan Td berdasarkan rumus yang diperlihatkan pada Tabel 5- 2.



                                                              Tuning Parameter Pengontrol PID
                                         Tabel 5 - 2
                         Penalaan paramater PID dengan metode osilasi

                                            P           PI            PID

                            Kp            KCR/2      KCR/2.2        KCR/1.7

                            Ki              0         PCR/1.2        PCR/2

                            Kd              0            0           PCR/8



Metode Quarter - decay
          Karena tidak semua proses dapat mentolerir keadaan osilasi dengan amplituda
          tetap, Cohen-coon berupaya memperbaiki metode osilasi dengan
          menggunakan metode quarter amplitude decay. Tanggapan untaian tertutup
          sistem, pada metode ini, dibuat sehingga respon berbentuk quarter amplitude
          decay (Guterus, 1994, 9-13). Quarter amplitude decay didefinisikan sebagai
          respon transien yang amplitudanya dalam periode pertama memiliki
          perbandingan sebesar seperempat (1/4) (Perdikaris, 1991, 434).




                      Gambar 5 – 6.Kurva respon quarter amplitude decay

          Kontroler proportional Kp ditala hingga diperoleh tanggapan quarter
          amplitude decay, periode pada saat tanggapan ini disebut Tp dan parameter Ti
          dan Td dihitung dari hubungan (Perdikaris, 434, 1990). Sedangkan penalaan
          parameter kontroler PID adalah sama dengan yang digunakan pada metode
          Ziegler-Nichols (lihat tabel 5 – 1 - untuk metode kurva reaksi dan tabel 5 - 2
          untuk metode osilasi).




                                                             Tuning Parameter Pengontrol PID
Modifikasi Program ”Demo Pengontrol PID.vi”
        Untuk dapat melakukan tuning PID menggunakan program “Demo Pengontrol
        PID.vi” maka perlu dilakukan beberapa modifikasi pada program tersebut.
        1. Buka kembali file ”Demo Pengontrol PID.vi”
        2. Save as ”Demo Tuning PID.vi”
        3. Aktifkan Front Panel
        4. Klik kanan pada bagian skala vertikal Grafik Performansi Sistem, pilih
           ”Auto Scale Y”.
        5. Aktifkan Diagram
        6. Hapus Read Local Variable ”Set Point” dan “Control Valve 1” yang ada
           disebelah kiri Grafik Performansi Sistem
        7. Hapus Bundle yang ada disebelah kiri Grafik Performansi Sistem.
        8. Hubungkan Read Local Variable “Tangki Proses 1” dengan Grafik
           Performansi Sistem seperti gambar 5 – 7.



             Gambar 5 – 7. Input Grafik Performansi Sistem untuk Tuning PID
        Dengan melakukan modifikasi ini, maka Grafik Performansi Sistem akan
        memberikan tampilan yang lebih akurat.

Membuat Program ”Demo Tuning PID tipe 3.vi”
        1. Buka file ”Demo Tuning PID.vi”
        2. Save as ”Demo Tuning PID tipe 3.vi”
        3. Aktifkan Diagram
        4. Ubah Write Local Variable “Control Valve 1” yang ada disebelah kanan
        5. pengontrol PID menjadi “Control Valve 2”.




                                     Gambar 5 – 8.
            Output PID pada Model Tuning PID Tipe 3 Mengontrol Control Valve 2




                                                        Tuning Parameter Pengontrol PID
6. Ubah kalkulasi Error Aktual untuk Pengontrol PID menjadi seperti gambar
   berikut.
   Yang semula :
             “Error Aktual” = “Set Point” – “Tangki Proses 2”
   menjadi :
             “Error Aktual” = “Tangki Proses 2” – “Set Point”




                    Gambar 5 – 9. Kalkulasi Error Aktual
                      untuk Modul Tuning PID Tipe 3

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:218
posted:6/23/2011
language:Indonesian
pages:6