Jurusan Teknik Gas dan Petrokimia FTUI Disain Kontroler Ir. Abdul Wahid, MT. Jurusan Teknik Gas dan Petrokimia FTUI

Disain Kontroler Kriteria Kinerja Sistem lup tertutup harus stabil Efek dari gangguan diminimisasi Respons cepat, halus, terhadap perubahan setpoint Offset dihilangkan Aksi kontrol yang berlebihan dihindari Sistem kontrol handal -- tidak sensitif terhadap perubahan kondisi proses dan terhadap kesalahan model proses yang diasumsikan atau model-pabrik tidak cocok

Disain Kontroler Konflik antar-kriteria atenuasi gangguan, respon cepat gain controler tinggi: overshoot Kehandalan vs kinerja

Stabilitas dan Kinerja Model pabrik yang diberikan, kita asumsikan sistem lup tertutup yang stabil dapat didisain Pertama kali kestabilan dicapai -- perlu untuk mempertimbangkan kinerja proses lup tertutup -- kestabilan tidak cukup Semua pole fungsi alih lup tertutup yang nyata negatif -- dapat ditempatkan untuk mendapatkan kinerja yang baik

Penyetelan (Tuning) Kontroler Dapat diperoleh dengan Sintesis langsung Internal Model Control Persamaan tuning (optimasi) Cohen-Coon -- 1/4 rasio peluruhan (decay) disain didasarkan pada ISE (integral of square of the error), IAE (integral of the absolute value of the error), dan ITAE (integral of product of time and the absolute value of the errror) Menyetel dan menyetel lagi

Metode Sintesisi Langsung Mengisolasi Gc: Untuk lintasan (R/C)d yang diinginkan dan model pabriknya , kontrolernya:

Sintesis Langsung Catatan Pengontrolan sempurna: bentuk PID tidak perlu invers-kan model proses untuk menghasilkan pembatalan pole-zero (sering tidak pasti karena aproksimasi proses) digunakan untuk proses atau proses-proses yang tidak stabil dengan zero ada di sisi kanan sumbu nyata (RHP zero) Pengontrolan sempurna: tidak akan diperoleh, perlu gain tak terbatas

Sintesis Langsung Proses lup tertutup dengan waktu kestabilan (settling time) terbatas aksi integral: pengontrolan tanpa offset untuk G orde satu, mengarah ke PI control untuk G orde dua, didapat PID control

Sintesis Langsung Proses dengan perlambatan  asumsikan c =  orde satu mengarah ke kontrol PI orde dua ke kontrol PID

Internal Model Control Hubungan kontroler yang diimplementasikan (Gc): Fungsi alih lup tertutup:

Internal Model Control 1. Model proses difaktorkan ke dalam dua bagian dengan mengandung dead-time dan RHP zero, satedy state gain diskalakan 1 2. Kontroler dengan f adalah filter IMC (low pass)

Internal Model Control Catatan kontroler IMC lebih melibatkan dari pada dijamin untuk yang secara fisik dapat dicapai dan stabil IMC didasarkan pada penghilangan pole-zero tidak direkomendasikan untuk proses tidak stabil lup terbuka Jika model proses sempurna

Internal Model Control Penyetelan kontroler PID didasarkan IMC Asumsinya model sempurna (perfect model) Filter yang digunakan orde satu: Penyetelan kontroler PID didasarkan IMC untuk Proses mengandung: RHP (right half plane) zero Komponen integral Time delay perlu diaproksimasi dengan Pade

IMC dan Sintesis Langsung Proses: FOPDT (first order plus dead time) IMC menggunakan filter orde satu Kontroler PID yang dihasilkan Sintesis langsung Kontroler PI yang dihasilkan

Contoh Disain PID menggunakan IMC dan sintesis langsung untuk proses Parameter proses: 1. Disain IMC: Filter 2. Sintesis langsung: Fungsi alih servo

Contoh Hasil: respon servo IMC dan sintesis langsung memberikan hasil yang hampir sama IMC begitu baik disebabkan oleh aproksimasi Pade

Contoh Hasil: respon regulatori Sintesis langsung menghilangkan gangguan lebih cepat (tipis)