Dasar Teori PID ( Prortional Integral Derivative) | Sistem Kontrol

Sobat, kali ini kita akan membahas mengenai sistem kontrol dengan PID.
Didalam sistem kendali kita mengenal adanya beberapa macam aksi kontrol, diantaranya aksi kontrol proporsional, integral dan derivative. Setiap aksi kontrol tersebut mempunyai keunggulan sendiri, dimana aksi kontrol proporsional mempunyai keunggulan rise time yang cepat, kontrol integral mempunyai kelebihan memperkecil eror, dan aksi kontrol derivative mempunyai kelebihan  memperkecil error / meredam overshot. Agar didapatkan output dengan risetime yang cepat dan eror yang kecil maka dapat digabungkan ketiga aksi kontrol tersebut menjadi aksi kontrol PID.


Parameter pengontrol PID selalu didasarkan atas tinjauan terhadap karakteristik yang di atur. Dengan demikian bagaimanapun rumitnya suatu plant, perilaku plant tersebut harus diketahui terlebih dahulu sebelum pencarian parameter PID itu dilakukan.

1. PENGONTROL PROPORSIONAL (P)

Pengontrol proporsional memiliki keluara yang sebanding (proporsional) dengan besarnya sinyal kesalahan. Secara sederhana dapat dimakatakan bahwa keluaran pengontrol P merupakan perkalian antara konstanta proporsional dengan masukannya. Perubahan pada sinyal masukan akan segera menyebabkan sistem secara langsung mengeluarkan output sinyal sebesar konstanta pengalinya.


Gambar diatas m
enunjukan blok diagram yang menggambarkan hubungan antara besaran seting, besaran aktual dengan besaran keluaran pengontrol P. Sinyal kesalahan merupakan selisih antara besaran seting dengan besaran aktualnya. Selisih ini akan mempengaruhi pengontrol, untuk mengeluarkan sinyal positif ( mempercepat pencapaian nilai seting) atau negatif(memperlambat).
Pengontrol P mempunyai 2 parameter, pita proporsional dan konstanta proporsional. Daerah kerja kontroler efektif dicerminkan oleh pita proporsional sednagkan konstanta proporsional menunjukan nilai faktor penguatan sinyal terhada sinyal kesalahan Kp.
Hubungan antara pita proporsional (PB)dan konstalnta proporsional (Kp) adalah :

PB = 1 / Kp x 100%

Perhatikan gambar dibawah ini menunjukan grafik hubungan antara PB, keluaran pengontrol dan kesalahan yang merupakan masukan pengontrol. Disaat konstanta proporsional bertambah semakin tinggi, pita proporsional menunjukan penurunan yang semakin kecil, sehingga daerah kerja yang dikuatkan akan semakin sempit.

Ciri-ciri pengontrol proporsional harus diperhatikan ketika pengontrol tersebut diterapkan pada suatu sistem. Secara eksperimen, pengguna penontrol proporsional harus memperhatikan ketentuan berikut :
a. Apabila nilai Kp kecil, pengontrol proporsional hanya mampu melakukan koreksi kesalahan yang kecil, sehingga akan menghasilkan repon sistem yang lambat.

b. Apabila nilai Kp dinaikan, respon sistem menunjukan semakin cepat mencapai set point dan keadaan stabil.

c. Namun jika nilai Kp diperbesar sehingga mencapai harga yang berlebihan, akan menyebabkan sistem bekerja tidak stabil.

2. PENGONTROL INTEGRAL (I)

Pengontrol ini berfungsi menghasilkan respon sistem yang memiliki kesalhan keadaan stabil nol. Jika suatu plant tidak memiliki unsur integrator, pengontrol proporsional tidak akan mampu menjjamin keluaran sistem dengan kesalahan keadaan stabilnya nol. Dengan pengontrol integral, respon sistem dapat diperbaiki yaitu mempunyai kesalahan keadaan stabilnya nol.

Pengontrol integral mempunyai karakteristik seperti halnya sebuah integral. Keluaran sangan dipengaruhi oleh perubahan yang sebanding dengan nilai sinyal kesalahan. Keluaran pengontrol ini merupakan penjumlahan yang terus menerus dari perubahan masukannya. Apabila sinyal kesalahan tidak mengalami perubahan, keluaran akan menjaga keadaan seperti sebelum terjadinya perubahan masukan . 

Sinyal keluaran pengontrol I merupakan luas bidang yang dibentuk oleh kurva kesalha penggerak. Sinyal keluaran akan berharga sama dengan harga sebelum ketika sinyal kesalahan berharga nol 



Pengaruh perubahan konstanta integral terhadap keluaran integral ditunjukan oleh gambar diatas. Ketika kesalahan berlipat ganda, maka nilai laju peruahan pengontrol berubah menjadi dua kali dari semula. Jika nilai konstanta integrator berubah menjadi lebih besar, sinyal kesalhan yang relatif kecil dapat mengakibatkan laju keluaran menjadi besar.

Karakteristik Pengontrol I :
1. Keluaran pengontrol membutuhkan selang waktu tertentu, sehingga pengontrol I cenderung memperlambat respon.
2. Saat sinyal kesalahan berharga nol, keluaran pengontrol akan bertahan pada nilai sebelumnya.
3. Jika sinyal kesalahan tidak berharga nol, keluaran akan menunjukan kenaikan / penurunan yang diperngaruhi oleh besarya sinyal kesalah dan nilai Ki.
4. Konstanta INtegral Ki yang berharga besar akan mempercet hilangnya offset, namun semkin besar nilai konstnata KI akan mengakibatkan peningkatan osilasi dari sinyal keluaran pengontrol.

3. Pengontrol Derivatif (D)

Keluaran pengontrol D memiliki sifat seperti halnya suatu operasi diferensial. Perubahan yang mendadak pada masukan pengontrol akan mengakibatkan perubahan sangat besar dan cepat. 

Saat masukannya tidak mengalami perubahan, keluaran pengontrol juga tidak akan mengalami perubahan, sedangkan apabila sinyal masukan berubah mendadak dan menaik, sinyal keluraran menghasilkan sinyal berbentuk impuls. Jika sinyal masukan berubah naik secara perlahan, keluaran justru merupakan fungsi step yang besar magnitudnya sangat diperngarhi oleh kecepatan naik dari fungsi ramp dan faktor konstanta diferensialnya.

Karakteristik :
1. Pengontrol ini tidak dapat menghaislkan keluaran bila tidak ada perubahan pada masukannya.
2. Jika sinyal kesalhan berubah terhadap waktu, maka keluaran yang dihasilkan pengontrol tegrnatung pada nilai Td dan laju perubahan sinyal kesalhan.
3. Pengontrol derivative mempunyai suatu karakter untuk mendahului, sehingga pengontrol ini dapat mengasilkan koreski yang signifikan sebelum pembangkit kesalahan menjadi sangat besar.
4. Meningkatkan stabilitas sistem.


PENGONTROL PID

Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing pengontrol P,I,D dapat saling menutupi dan menggabungkan ketiganya secara paralel menjadi pengontrol PID. Elemen-elemen pengontrol P,I dan D masing-masing secara keseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah sistem, menghilangkan offset dan menghasilkan perubahan awal yang besar.


Dasar Teori PID ( Prortional Integral Derivative) | Sistem Kontrol Rating: 4.5 Diposkan Oleh: budis

No comments:

Berlangganan Via Email