Teknik Pengaturan Otomatis
12-23
12.10. Kontroler Derivatif D
Penggunaan kontroler P saja dalam sistem kontrol kadang-kadang menyebabkan respon sistem melebihi input acuannya. Misalnya level air dalam
tangki melebihi dari tinggi yang diinginkan. Keadaan ini disebut overshoot. Untuk mengurangi atau menghindari kondisi
ini maka digunakan kontroler tipe derivatif. Input ke kontroler derivatif berupa
perubahan selisih antara output nyata dan masukan acuannya atau kecepatan error,
sehingga apabila selisih antara output nyata dan masukan acuannya semakin besar
maka kontroler mengirimkan sinyal ke aktuator yang semakin besar pula.
Dengan demikian, nilai ouput yang melebihi nilai acuannya ditekan sekecil mungkin.
Respon kontroler ini untuk input tangga step dan input lereng ramp diperlihatkan
pada gambar 12.37 dan gambar 12.38.
Aplikasi kontroler ini diperlihatkan pada gambar 12.39. Pada sistem ini, buka tutup
katup bergantung kepada perubahan nilai selisih antara tinggi air nyata yang diukur melalui pelampung y dan tinggi air yang diinginkan y
h
.
Gambar 12.39 Aplikasi Kontroler Derivatif Dalam keadaan tangki kosong artinya selisihnya besar, maka katup akan
membuka dengan cepat sehingga laju air masuk ke tangki semakin besar. Apabila keadaan air mendekati penuh, maka nilai selisihnya kecil, sehingga
katup akan memperkecil volume air yang masuk ke dalam tangki. Gambar 12.37 Respon kontroler
derivatif untuk sinyal step
Gambar 12.38 Respon kontroler derivatif untuk sinyal lereng
Teknik Pengaturan Otomatis
12-24
12.11. Kontroler Proporsional Derivatif PD
Karena kontroler derivatif mampu mengurangi overshoot yang terjadi dalam sistem kontrol, maka penggabungan dua tipe kontroler P dan D cukup efektif
untuk mendapatkan respon sistem yang baik. Kontroler PD memadukan fungsi kontroler P dan D. Respon kontroler terhadap input lereng ramp dan diagram
blok kontroler ini diperlihatkan pada gambar 12.40.
Gambar 12.40 Respon kontroler PD terhadap sinyal lereng Apabila kontroler PD diterapkan pada pengaturan tinggi air maka buka tutup
katupnya berdasarkan data selisih dan laju perubahan selisih antara tinggi air nyata y dengan tinggi air yang diinginkan y
h
, seperti diperlihatkan pada
gambar 12.41.
Gambar 12.41 Aplikasi Kontroler PD Ketika pengisian air dalam tangki penampung mencukupi maka pelampung
akan bergerak keatas dan menggerakkan dua tuas. Tuas atas menggerakkan piston dalam silinder yang akan meutup katup aliran air. Tuas bawah
mengimbangi gerakan oleh tekanan pegas akibat dorongan piston.
Teknik Pengaturan Otomatis
12-25
12.12. Kontroler PID
Dari uraian sebelumnya, karena tipe kontroler memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing, maka untuk mendapatkan hasil pengontrolan yang
baik digunakan perpaduan tiga tipe kontroler tersebut. Kontroler ini memadukan fungsi tiga kontroler sebelumnya P, I, dan D, sehingga disebut kontroler PID.
Dengan kontroler PID diharapkan responnya sangat cepat keunggulan kontroler P, errornya sangat kecil keunggulan kontroler I, dan overshoot-nya
kecil keunggulan kontroler D. Respon kontroler terhadap input tangga step dan diagram bloknya diperlihatkan pada gambar 12.42.
Gambar 12.42 Respon kontroler PID terhadap sinyal step Aplikasi kontroler PID dalam sistem kontrol tinggi air dalam tangki diperlihatkan
pada gambar 12.43. Perhatikan kontroler ini merupakan gabungan kontroler PI yang ada digambar 12.26 dengan kontroler jenis Derivatif pada gambar
12.36. Pengisian permukaan air setinggi h akan di ikuti oleh
pergerakan pelampung yang menggerakkan baik tuas, maupun
potensiometer yang memberikan umpan balik pada motor DC yang
mengisi air. Jika permukaan air sesuai dengan setting, maka
pelampung akan bergerak keatas. Potensiometer akan memperkecil
tegangan, motor DC akan mati. Sekaligus katup akan menutup
aliran air yang menuju ke bak penampung bawah.
Gambar 12.43 Aplikasi kontroler PID
Kategori