setiaone.iwangmail.com 147
TT Fluida In
Fluida Out FF
TC Steam uap
PV
1
Flow SP MV
CO
TT
+ +
Gambar 4.11. Skema kontrol Feedfoward-feedback pada Sistem Heat Exchanger
4.3.2. Diagram blok dan model matematis proses untuk sistem kontrol Feedfoward- Feedback
Jika direpresentasikan dalam bentuk diagram bloknya, sistem kontrol feedfoward- feedback akan nampak seperti pada gambar 4.12 dibawah.
Hs H
d
s
pv d
co
+ +
Fungsi alih proses
H
FF
s
PID
Fungsi alih gangguan
sp e
+ +
Proses
Gambar 4.12. Blok diagram struktur kontrol feedfoward-feedback
Dalam gambar 4.12 diatas, d adalah gangguan yang dapat diukur pada kasus sistem kontrol Heat Exchanger, d adalah perubahan temperature fluida inlet, sedangkan H
FF
adalah kontrol Feedfoward yang berfungsi mengkompensasi gangguan tersebut. Ditinjau secara matematis, blok kontrol H
FF
s pada dasarnya hanyalah berupa filter atau bahkan gain proprosional saja. Untuk sebuah proses tertentu parameter H
FF
s dapat dicari dengan memecahkan relasi antara variabel deviasi output proses pv terhadap
pengaruh variabel gangguan d seperti nampak pada gambar 4.13 dibawah
setiaone.iwangmail.com 148
Hs H
d
s
pv d
co
+ +
Fungsi alih gangguan
Fungsi alih proses
H
FF
s
Gambar 4.13. Blok diagram struktur kontrol feedfoward
Berdasarkan gambar tersebut nampak
s d
s H
s H
s H
s pv
d FF
+ =
4.3 Agar gangguan –d yang terjadi tidak mempengaruhi variabel output proses pv, maka
fungsi alih proses terhadap gangguan tersebut harus nol, atau secara matematis dapat ditulis:
= +
= s
H s
H s
H s
d s
pv
d FF
4.4 Dengan menyederhanakan persamaan 4.4, fungsi alih kontrol umpan maju tersebut
sekarang dapat dicari secara mudah:
s H
s H
s H
d FF
− =
4.5 Berdasarkan persamaan 4.5 diatas, nampak bahwa fungsi alih kontrol Feedfoward dapat
dicari jika model proses dan model gangguannya diketahui secara pasti. Khusus untuk model proses FOPDT:
Ls
e Ts
K s
H
−
+ =
1 dan
s L
d d
d
d
e s
T K
s H
−
+ =
1
Kontrol Feedfoward dapat dirumuskan menjadi:
s L
L d
d FF
d
e s
T Ts
K K
s H
1 1
− −
+ +
− =
4.6 Dalam sejumlah literature dan buku manual kontrol, persamaan 4.6 diatas umumnya
direpresentasikan dalam bentuk berikut:
s L
lag lead
FF FF
FF
e s
T T
K s
H
−
+ +
− =
1 1
4.7
setiaone.iwangmail.com 149
dalam hal ini K
K K
d FF
=
T T
lead
=
d lag
T T
=
L L
L
d FF
− =
Nilai-nilai parameter proses dan gangguan K, K
d
, T, T
d
, L dan L
d
Hs H
d
s
PV Ex
CO
+ +
perubahan output proses Fungsi alih gangguan
Fungsi alih proses
yang digunakan untuk mendapatkan fungsi alih kontrol Feedfoward diatas secara praktis dapat dicari lewat
eksperimen Bump Test seperti yang diperlihatkan pada gambar 4.14. tentang mekanisme Bump Test, materinya dapat dilihat kembali pada bab I.
a. Blok Diagram model proses dan gangguan
b. Hubungan input-output tipikal hasil eksperimen Bump-test
Gambar 4.14. Eksperimen Bumptest untuk mendapatkan parameter model proses dan gangguan
setiaone.iwangmail.com 150
Jika parameter model proses dan model gangguan dapat diketahui secara akurat, maka unjuk kerja pengontrolan dengan menggunakan skema kontrol feedfoward-feedback ini
akan menunjukan hasil yang lebih memuaskan dibandingkan dengan pengontrolan PID loop tunggal lihat ilustrasi hasil dari simulasi pada gambar 4.15 dibawah.
Gambar 4.15. Pengaruh gangguan pada sistem kontrol PID tunggal vs sistem kontrol Feedfoward
– eedback untuk model proses pada persamaan 4.8
4.4. Kontrol Ratio
