Teknik Kendali
Diploma Teknik Elektro
Pendahuluan
Menala : Mengatur parameter pengendali agar diperoleh kualitas pengendalian yang baik (yang diinginkan).
Kualitas pengendalian ditinjau berdasar tanggapan (c) terhadap perubahan reference ( r ) atau perubahan gangguan /beban (u).

Over damped
- Deviasi mendekati setpoint secara halus/tanpa osilasi
- Durasi tidak maksimum
Under damped
- Deviasi maksimum
- Tanggapan siklis/osilatoris, terjasi lonjakan
- Durasi minimum (cepat)
Critically damped
- Deviasi minimum
- Tanpa lonjakan
Metode Penalaan
Coba-coba agar memenuhi kriteria
Stabil
Quarter Amplitude Response (Tanggapan ¼ amplitudo)

Metode tanggapan transien/reaksi proses
Oleh Ziegler dan Nichols → Stabil
Dimodifikasi oleh Cohen dan Coon → Quarter Amplitude
Langkah Penalaan
Kontroler ke posisi manual
Ubah m1 sebesar Δm1 % ( ΔmV %)
Rekam tanggapan C (PV) %
Catat L : Lag time (menit) dan T : proses reaction time (menit)
Temukan N : pesat reaksi / reaction rate
6. Temukan R:
Langkah Penalaan
7. Atur parameter controller sbb :
Contoh Soal 1
Suatu proses yang diset pada 9 % perubahan variable pengendali mempunyai grafik reaksi proses sebagai berikut :
Dengan menggambar “titik infleksi” pada grafik, dapat diperoleh L=2,4 menit, waktu reaksi proses 4,8 menit.
Setting kendali diperoleh dari rumus :
Atau suatu band proportional
Contoh Soal 2
Carilah setting 3 mode untuk tanggapan ¼ amplitude untuk soal 1
Metode Ziengler – Nichols(Ultimate Cycle Methode)
Langkah :
kurangi aksi integral mulai menambah dan derivatif sampai minimum
secara gradual mulai menambah gain proporsional, dan menambah sedikit gangguan pada proses.
Catat nilai gain kritis (Kc), saat mulai menghasilkan siklus (osilasi disekitar setpoint)
Catat periode kritis (Tc) pada osilasi dalam menit.
Setting pengendali
Contoh soal 3
Suatu proses mulai berosilasi pada band proporsional 30 % dengan periode 11,5 menit. Tentukan nominal seting pengendali tiga mode dengan metode Ziengler –Nichols
30 % PB berarti
Dari ketentuan seting :
Penalaan Untuk Pengendali PID
Bila pemodelan matematis plant sulit dilakukan, penalaan PID (penentuan Kp, Ti dan Td) dilakukan secara eksperimental.
Aturan Ziegler & Nichols berdasarkan pada langkah tanggapan eksperimental atau berdasarkan pada nilai Kp yang dihasilkan dalam kestabilan marginal bila hanya aksi kendali proporsional yang digunakan.
Ziegler - Nichols mengusulkan aturan untuk menentukan nilai Kp, Ti dan Td berdasarkan pada karakteristik tanggapan peralihan dari plant yang diberikan.
Ada dua metoda penalaan Ziegler - Nichols yang bertujuan mencapai overshoot = 25%
Metode Pertama Ziengler-Nichols
jika plant mengandung integrator atau pole-pole kompleks sekawan dominan, maka kurva tanggapan undak satuan terlihat seperti kurva berbentuk S.
Jika tanggapan tidak berbentuk kurva S, metoda ini tidak dapat diterapkan.
Fungsi alih dapat didekati dengan sistem orde pertama:
Metode Pertama Ziengler-Nichols
Ziegler - Nichols menentukan nilai Kp, Ti, dan Td :
Pengendali PID yang ditala dengan metoda pertama ini memberikan
Metode Kedua Ziengler-Nichols
Anggap :Ti = ~ dan Td = 0.
Dengan hanya menggunakan aksi kendali proporsional, kenaikan Kp dari 0 ke suatu nilai kritis Kcr akan menghasilkan tanggapan yang berosilasi.
Metode Kedua Ziengler-Nichols
Secara umum, untuk plant dinamis tanpa integrator dapat diterapkan aturan penalaan Ziegler - Nichols.
Bila plant mengandung integrator, dalam beberapa kasus, aturan ini tidak dapat diterapkan.
Contoh Soal 4
Suatu sistem kendali umpanbalik satuan:
Plant mengandung integrator, maka metoda pertama tidak dapat diterapkan.
Jika metoda kedua diterapkan, maka sistem lup tertutup dengan suatu pengendali proporsional tidak akan berosilasi terus-menerus berapapun nilai Kp yang diambil.
Persamaan karakteristik:
Contoh Soal 5
Suatu sistem dengan pengendali PID sbb:
Gunakan aturan penalaan Ziegler - Nichols untuk menentukan nilai parameter Kp, Ti, dan Td agar diperoleh tanggapan step dengan overshoot sekitar 25%.
Solusi:
Karena plant mengandung integrator, gunakan metoda kedua (Ti = ~ dan Td = 0):
Lanjutan Contoh Soal 5
Menentukan nilai Kcr :
Lanjutan Contoh Soal 5
Lanjutan Contoh Soal 5
Lanjutan Contoh Soal 5
Diperoleh Mp = 62%. Untuk memperkecil Mp , lakukan fine adjustment parameter-parameter pengendali.
Lanjutan Soal 5
Lanjutan Soal 5
maka kecepatan tanggapan naik, overshoot naik menjadi sekitar 28
Terimakasih