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
Di unduh dari : Bukupaket.com
Teknik Pengaturan Otomatis
12-26 Untuk memudahkan analisis sistem kontrol biasanya digunakan analogi
penggambaran sistem kontrol dengan rangkaian listrik. Tipe kontroler, diagram blok, analogi rangkaian listrik, hubungan antar variabelnya dicantumkan dalam
tabel berikut.
Tabel 12.3. Aplikasi Op-Amp Sebagai Kontroller
12.13. Karakteristik Osilasi Pada Sistem Kontrol
Ada tiga karakteristik osilasi apabila sebuah lingkar loop diterapkan pada sistem kontrol, yaitu loop stabil, loop batas stabil, dan loop tidak stabil. Bentuk
karakteristiknya diperlihatkan pada
gambar 12.44
.
Gambar 12.44 Karakteristik osilasi
Di unduh dari : Bukupaket.com
Teknik Pengaturan Otomatis
12-27 Dalam sistem kontrol dengan loop stabil, respon sistemnya bisa mengikuti
masukan acuannya dengan error semakin kecil dan menuju nol. Sementara untuk loop batas stabil, output sistemnya berosilasi terus-menerus, yang pada
tingkat tertentu merusak komponen sistemnya.
Karakteristik loop yang tidak stabil adalah kualitas terburuk dari sistem kontrol. Dalam sistem tersebut, respon sistem melebihi dari nilai masukan acuannya
dan semakin lama semakin besar. Hal ini tentu saja menyebabkan kerusakan dalam sistem. Misalnya pada pengaturan kecepatan motor arus searah terjadi
loop
tidak stabil maka motor berputar semakin lama semakin besar sampai melebihi batas kecepatan nominalnya yang tercantum dalam nameplate-nya.
Tentu saja yang terjadi adalah motor menjadi rusak karena terjadi panas berlebih dalam komponen motor tersebut.
12.14. Seleksi Tipe Kontroler Untuk Aplikasi Tertentu