desain pengendali berumpan balik
Post on 14-Jul-2015
49 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Minggu ke-8 Semester Ganjil T.A. 2010 2011
Setelah mengikuti mata kuliah ini, Mahasiswa dapat memilih tipe pengendali berumpan
balik berdasarkan karakteristik proses yang dikendalikan Mahasiswa dapat melakukan pengaturan parameter (tuning) dari pengendali yang sudah dipilih
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
2
Review karakteristik pengendali berumpan balik (pengendali P, PI, PD, dan PID) Performance criteria pengendali berumpan balik Pengaturan parameter pengendali (controller tuning)
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
3
Pengendali P Pengendali PD
Pengendali PI Pengendali PID
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
4
Simple performance criteria Closed loop system harus stabil berdasarkan pada kriteria pengendali x cth. Offset minimum x decay ratio = quarter decay ratio criteria
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
5
Time integral performance criteria Integral of the square error (ISE)
ISE ! 2 t dt0
g
Integral of the absolute error (IAE)
IAE ! t dt0
g
Integral of the time weighted absolute error (ITAE)
ITAE ! t t dt0
g
Go to MatLabJurusan Teknik Kimia POLINEMA 1/29/2012
6
Karakteristik Proses
Karakteristik Pengendali
Performance Criteria
PEMILIHAN PENGENDALI BERUMPAN BALIK
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
7
Metoda kurva reaksi (Cohen Coon Method)
FOPDT SOPDT
Online method (Ziegler Nichlos Method) Internal model control (IMC)
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
8
Dilakukan pada open loop process
B
Non self regulating system
Self regulating system
Tidak bisa diaplikasikan pada proses yang dalam kondisi open loop tidak bisa stabilJurusan Teknik Kimia POLINEMA 1/29/2012
9
Parameter yang dibutuhkan untuk perhitungan
FIT 1
output B K= = input A
B
X
=
B SA
U = time delayJurusan Teknik Kimia POLINEMA 1/29/2012
10
FIT 2B 0.632 B
A
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
11
FIT 3B 0.632 B 0.238 B
3 X ! t2 t1 2 U ! t2 XA
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
12
ParamaterPengendali P
hasil pengaturan (tuning)Pengendali PID
Kc !
1X U 1 K U 3X
Kc !
1X 4 U K U 3 4X
Pengendali PI
Xi !U
Kc !
U 1X 0.9 KU 12X
32 6U /X 13 8U /X 4 11 2U /X
XD !U
Xi !U
30 3U /X 9 20U /X
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
13
Dilakukan secara online pada closed loop process Tahapan optimasi (tuning) dengan Z-N method
Proses harus dalam mode otomatis Setelah proses mencapai kondisi steady, hilangkan pengaruh integral dan derivative pada pengendali (XI maksimal dan XD = 0), sedang harga Kc pada nilai yang kecil (PB besar) Perubahan set point atau disturbance dilakukan pada proses Harga Kc diperbesar (nilai PB dikurangi) secara perlahan sehingga proses mencapai kondisi kritis. Harga Kc ini menunjukkan nilai Kcu Periode osilasi respon menunjukkan nilai Pu Harga parameter pengendali setelah optimasi diperoleh dari perhitungan berdasar Z-N methodJurusan Teknik Kimia POLINEMA 1/29/2012
14
Ziegler-Nichols Tuning ChartPengendali
Kc Kcu / 2 Kcu / 2.2 Kcu / 1.7
X
i
X
D
P PI PID
Pu / 1.2 Pu / 2 Pu / 8 Tyreus-Luyben Tuning ChartPengendali
Kc Kcu / 3.2 Kcu / 2.2
X
i
X
D
PI PID
2.2 Pu 2.2 Pu1/29/2012
Pu / 6.315
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
Dilakukan berdasarkan FOPDT model Tujuan tuning adalah mencari nilai error yang minimum berdasar ISE, IAE atau ITAE Persamaan yang digunakan berbeda untuk servo system dan regulator system
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
16
Error IntegralPengendali P
ISE
IAE
ITAE
a U Kc ! K X Pengendali PI
b
a = 1.411 b = -0.917
a = 0.902 b = -0.985
a = 0.490 b = -1.084
a U Kc ! 1 K X X U Xi ! a2 X
b1
a1 = 1.305 b1= -0.959 a2 = 0.492 b2= 0.739
a1 = 0.984 b1= -0.986 a2 = 0.608 b2= 0.707
a1 = 0.859 b1= -0.977 a2 = 0.674 b2= 0.680
b2
Sumber : Smith & Corripio, 2004
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
17
Error IntegralPengendali PID
ISE
IAE
ITAE
a U Kc ! 1 K X X U Xi ! a2 X
b1
a1 = 1.495 b1= -0.945 a2 = 1.101 b2= 0.771
a1 = 1.435 b1= -0.921 a2 = 0.878 b2= 0.749 a3 = 0.482 b3= 1.137
a1 = 0.859 b1= -0.977 a2 = 0.842 b2= 0.738 a3 = 0.381 b3= 0.995
b2
U X D ! a3X X
b3
a3 = 0.560 b3= 1.006
Sumber : Smith & Corripio, 2004
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
18
Error IntegralPengendali PI
IAE
ITAE Sumber : Smith & Corripio, 2004
a1 U K X X Xi ! a2 b2 U X Kc !Pengendali PIDb1
b1
a1 = 0.758 b1= -0.861 a2 = 1.02 b2= -0.323
a1 = 0.586 b1= -0.916 a2 = 1.03 b2= -0.165
a U Kc ! 1 K X X Xi ! a2 b2 U X U X D ! a3X X b3
a1 = 1.086 b1= -0.869 a2 = 0.740 b2= -0.130 a3 = 0.348 b3= 0.914Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
a1 = 0.965 b1= -0.855 a2 = 0.796 b2= -0.147 a3 = 0.308 b3= 0.9291/29/2012
19
METODE Cohen Coon Min IAE (servo) Min ISE (regulator) Min IAE (regulator)
Pengendali P Kc
Pengendali PI Kc Xi Kc
Pengendali PID Xi XD
Jurusan Teknik Kimia POLINEMA
1/29/2012
20
top related