laporan praktikum interface yoko.docx

5/23/2018 LAPORAN PRAKTIKUM INTERFACE YOKO.docx

1/14

LAPORAN PRAKTIKUM INTERFACE

KENDALI PID

Di ajukan Oleh :

Nama : Aryoko Wibowo

NIM : 021000267

JURUSAN TEKNOFISIKA NUKLIR

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR

BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL

YOGYAKARTA

2012


2/14

I. Tujuan Percobaan

Praktikan mampu memahami karakteristik dan merancang kendali PID

II. Peralatan yang digunakan

1. PC2. Perangkat lunak MATLAB

III. Dasar Teori

Didalam teknik kendali, untuk mendapatkan unjuk kerja yang baikdiperlukan sebuah rangkaian atau perangkat kendali. Perangkat tersebutberfungsi mengubah sinyal kesalahan menjadi sinyal kendali. Sinyalkesalahan berasal dari selisih antara setting point (demand) dengan sinyalumpan balik, secara diagram blok dapat dituliskan sebagai berikut :

Demand /set point

-Kendali Plant . Proses

Error / kesalahan

Sinyal Umpan Balik

+

Sinyal KendaliSinyal Keluaran

Gambar 1. Diagram blok kendali.Blok kendali berisikan rangkaian kendali, dapat diujudkan sebagaiperangkat keras maupun perangkat lunak. Untuk perangkat keras berujudrangkaian elektronik, sedangkan perangkat lunak berujud algoritmakendali. Dalam percobaan blok kendali akan diisi dengan kendali PID.

Sistem kendali PID terdiri atas 3 buah komponen kendali yaitu kendaliP (Proporsional), kendali I (Integral), kendali D (Derivatif), dengan masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan. Didalam implementasinyamasing-masing dapat bekerja sendiri maupun gabungan diantara ketigakomponen tersebut. Pada perancangan sistem kendali PID diperlukanpengaturan nilai parameter P, I, dan D, agar mendapatkan sinyal keluaranyang optimal dari sistem terhadap masukan tertentu. Ketiga komponentersebut memiliki tanggapan (respon) yang berbeda satu dengan lainyaterhadap keluaran dari sebuah proses. Adapun tanggapan sistem proses

terhadap perubahan parameter kendali dapat dilihat pada table 1.Tabel 1.

Sedangkan blok diagram kendali PID dapat dilihat pada gambar 2.


3/14

Gambar 2. Blok diagram Kendali PID.

Secara mathematic kendali PID dapat dituliskan sebagai berikut :

(1)IV. Tatacara Percobaan.

Proses / plant yang akan dikendalikan adalah motor DC,

Gambar 3.model motor DCSecara diagram blok digambarkan sebagai berikut :

Gambar 4. Diagram blok model motor DC.

Adapun fungsi alih ( transfer function) tegangan masukan dengan sudutputaran, dituliskan sebagai berikut :

(2)Sedangkan fungsi alih (transfer function) tegangan masukan denganperputaran sudut dituliskan sebagai :

(3)


4/14

1. Lakukan pengamatan tanggapan waktu dari model motor DC (gunakan

persamaan 3, untuk model motor DCnya). pada loop terbuka (open

loop). Secara diagram blok dinyatakan pada gambar 5.

Gambar 5.Diagram blok sistem kalang terbuka (open loop).

G1(s) adalah sistem proses (didalam percobaan digunakan motor DC).Adapun algoritma simulasi pemodelan dinyatakan sebagai berikut.

T=0:0.02:10Num=[K]Dem=[(L*J) (R+L)*J (R*b+K^2)]Yo=tf(Num,Dem)Y=step(Yo,T)plot(Y,T);

xlabel(waktu dlm s).ylabel(kecepatan putar dari motor DC)

pada loop tertutup (close loop). Dengan diagram blok dinyatakan padagambar 7

Gambar 7. Diagram blok sistem kalang tertutup (close loop).G1(s) adalah sistem proses (didalam percobaan digunakan motor DC).Adapun algoritma simulasi pemodelan dinyatakan sebagai berikut.

T=0:0.02:10;Num=[K];Dem=[(L*J) (R+L)*J (R*b+K^2)];Yo=tf(Num,Dem);Ycl=feedback(Yo,1);Y=step(Ycl,T);plot(Y,T);xlabel(waktu dlm s);

G1(s)

X(s)

Y s

X(s

+


5/14

ylabel(kecepatan putar dari motor DC);

2. Pengamatan tanggapan waktu dari sistem kendali model motor DC

pada loop tertutup dengan sistem pengendalian, secara diagram blok

sistem dinyatakan pada gambar 6.

Gambar 7. diagram blok sistem terkendali.

G2(s) merupakan fungsi alih dari sistem kendali, sedangkan G1(s)

merupakan sistem proses (sistem yg dikendalikan).

Pengendalian Proporsional (P).Fungsi alih G2(s) diisi dengan

PKsG )(2 (4).

Adapun algoritma simulasi pemodelan kendali, dinyatakan sebagai berikut :T=0:0.02:10;

NumP=[Kp];

Num=[K];Numcp=conv(Num,NumP);

Den=[(L*J) (R+L)*J (R*b+K^2)];Yo=tf(Numcp,Den);

Ycl=feedback(Yo,1);

Y=step(Ycl,T);

plot(Y,T);

xlabel(waktu dlm s);


Proporsional Integral (PI).

Dari persamaan 1, bagian kendali D (deferensial) dihilangkan, maka akan

diperoleh sebagai berikut :

sT

KsTK

KsG

i

PiP

sTPPIi

)1()( 1

(4).

Fungsi alih G2(s) diisi dengan GPI(s) diatas.

T=0:0.02:10;NumPI=[Kp*Ti1];DenPI=(T i0];

-

E(s) G1(s)

Y(s X(s)


6/14

Num=[K];Numcp=conv(Num,NumPI);

Den=[(L*J) (R+L)*J (R*b+K^2)];

Dencp=conv(Den,DenPI);

Yo=tf(Numcp,Demcp);

Ycl=feedback(Yo,1);Y=step(Ycl,T);

plot(T,Y);

xlabel(waktu dlm s);


V. Tata Cara Pengamatan.

Pengamatan tanggapan waktu.Kurva tanggapan waktu dari sistem dapat dilihat pada gambar 8,

Gambar 8.Kurva tanggapan waktu dari sebuah sistem denganmasukan fungsi step (undak).

Nilai Kp, Ki diubah-ubah, kemudian diamati parameter sinyal keluaranantara lain : td, tr, ts, Mp, tp, .

VI. PEMBAHASAN

Pada praktikum ini praktikan akan membahas dan menjelaskan

peranan pengendalian Proporsional dan Integral pada perbaikan unjuk kerja

system contoh di atas. Inti permasalahan praktikum adalah menunjukkan

bagaimana setiap kontribusi kp dan ki dapat memperoleh :

Fast rise time

Minimum overshoot

No steady-state error

G2

(s

G1

+

-

Y(s)

E(s)

U(s)


7/14

1. Kendali Proposional

Kp = 0.01


8/14

a. Kp = 0.1

b. Kp = 1


9/14

c. Kp = 10

d. Kp = 100


10/14

Terlihat nilai Kp untuk tanggapan loop tertutup Proporsional,

pengubahannya mempengaruhi pada nilai Mp dan Time Konstan pada

grafik yang dihasilkan. Semakin besar nilai Kp maka nilai Peak Overshoot

dan Time Constant semakin besar. Adapun bentuk grafik untuk nilai Kp

yang semakin bertambah terlihat pulsa (grafik) bertambah riaknya,

sehingga butuh waktu lama untuk mencapai stabil. Dari hal ini dapat dilihat

bahwa dengan adanya nilai Kp dapat mempengaruhi nilai riak dan juga

waktu untuk mencapai steady state baik diperlambat ataupun dipercepat.

Jadi semakin besar nilai Kp maka risetime akan semakin cepat, tetapi

sinyal menjadi tidak stabil atau berosilasi. Dan untuk mencapai keadaan

steady butuh waktu yang lama.


11/14

2. Kendali Proposional Integral (PI)

Kp = 1 konstan

% Proporsional Integral%Kp=1

%Ti=1,0.1,0.01

% =1,10,100

T=0:0.02:4;

R=100;

J=0.01;K=0.01;

be=0.1;

L=0.5;

Kp=1000;

Ti=0.0001;

NumPI=[Kp*Ti 1];

DenPI=[Ti 0];

Num=[K];

Numcp=conv(Num,NumPI);Den=[(L*J) (R+L)*J (R*be+K^2)];

Dencp=conv(Den,DenPI);

Yo=tf(Numcp,Dencp);

Yc1=feedback(Yo,1);

Y=step(Yc1,T);

plot(T,Y);

xlabel('waktu dalam s')

ylabel('kecepatan putar dari motor DC')ltiview(Yc1);

grid on


12/14

a. Ti = 0.1

b. Ti = 1

c. Ti = 10


13/14

d. Ti = 100


14/14

Integral berfungsi menghilangkan overshoot, ketika Ti kecil pulsarisetime akan kurang bagus / stabil, semakin besar nilai Ti maka risetime akansemakin lama, tetapi sinyal menjadi stabil. Semakin besar Ti, maka grafikyang dihasilkan semakin baik, dimana pulsa oversoot terkurangi, namun risetime dari pulsa akan semakin lama.

VII. KESIMPULAN

1. Semakin besar nilai Kp maka risetime akan semakin cepat, tetapi

menjadi tidak stabil atau berosilasi. Serta membutuhkan waktu untuk

mencapai steady state yang lama.

2. Integral berfungsi menghilangkan overshoot, Nilai Ti besar maka

risetime semakin lama dan sinyal tabil, begitu pula sebaliknnya Ti kecil

sinyal akan memiliki risetime yang cepat namun kurang bagus.

Yogyakarta, 29 November 2012

Asisten Praktikan

Budi Santoso Aryoko Wibowo

laporan praktikum interface yoko.docx

Documents

diagram blok model motor

untuk model motor dcnya

secara diagram blok

untuk mendapatkan unjuk