Analisis Dan Pembahasan 1.docx

Pada praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui mengenali karakteristik pengendali PID dengan membandingkan grafik yang dibentuk oleh pengendali PID pada software Matlab. Adapun karakteristik yang dicari dalam praktikum ini adalah rise time, settling time, overshoot, steady state, error steady state, error overshoot. Pemahaman karakteristik tersebut dilakukan pada pengendali open loop, pengendali proportional, pengendali proportional derivative, pengendali proportional integral, dan pengendali proportional-integral-derivative. Percobaan pertama adalah mengetahui karakteristik dari pengendali open loop. Hasil pengujian pengendali open loop adalah tidak ditemukannya overshoot pada grafik. Sehingga nilai overshoot dan error overshoot pada seluruh hasil pengujian bernilai 0. Kemudian nilai settling time pada seluruh hasil pengujian adalah bernilai 2.25 s. Saat variabel num bernilai 7, grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.2. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0.9 s dan steady state bernilai 0.349 dari nilai set point 0.35. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.001. Kemudian saat variabel num bernilai 1, grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.3. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0.89 s dan steady state bernilai 0.0499 dari nilai set point 0.05. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.0001. Terakhir saat variabel num bernilai 9, grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.4. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0.89 s dan steady state bernilai 0.449 dari nilai set point 0.45. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.001. Pada pengendali open loop tidak terjadi overshoot. Hal tersebut karena sifat dari pengendali ini hanya sekali jalan saja tanpa adanya feed back. Sehingga jika terjadi overshoot, nilainya tidak dapat turun mendekati nilai set point. Maka yang dapat dilakukan hanyalah mencapai hasil yang mendekati set point namun tetap dibawah nilai set point. Percobaan kedua adalah mengetahui karakteristik pengendali proportional. Saat konstanta Kp bernilai 500, grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.5. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0.053 s, settling time bernilai 0.9 s, overshoot bernilai 0.49, steady state bernilai 0.95 dari nilai set point 0.96. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.01 dan error overshoot bernilai 49. Selanjutnya saat konstanta Kp bernilai 300, grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.6. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0.074 s, settling time bernilai 1 s, overshoot bernilai 0.3755, steady state bernilai 0.935 dari nilai set point 0.9375. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.0025 dan error overshoot bernilai -150.2. Terakhir saat konstanta Kp bernilai 80, grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.7. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0.16 s, settling time bernilai 1 s, overshoot bernilai 0.13, steady state bernilai 0.79 dari nilai set point 0.8. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.01 dan error overshoot bernilai -13. Pada pengendali proportional hal yang paling menonjol adalah settling time yang relatif sama. Dan juga ketika nilai Kp semakin besar nilai rise time semakin cepat dan juga menyebabkan overshoot semakin besar. Hal tersebut juga berpengaruh pada turunnya nilai steady state error namun pada percobaan yang telah dilakukan hanya terjadi penurunan dari Kp bernilai 80 ke 300. Percobaan ketiga adalah mengetahui karakteristik pengendali proportional derivative. Saat konstanta Kp>Kd dengan Kp bernilai 500 dan Kd bernilai 50, grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.8. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0.038 s, settling time bernilai 0.22 s, overshoot bernilai 0.017, steady state bernilai 0.967 dari nilai set point 0.96. Sehingga muncul steady

state error dengan nilai 0.007 dan error overshoot bernilai 2.43. Selanjutnya saat konstanta KpKd. Tetapi jika nilai Kp=Kd, terjadi keseimbangan sehingga keuntungan dari kombinasi antara konstanta Kp dan Kd bisa didapatkan. Percobaan keempat adalah mengetahui karakteristik pengendali proportional integral. Saat konstanta Kp>Ki dengan Kp bernilai 500 dan Ki bernilai 300, grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.11. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0.06 s, settling time bernilai 1.4 s, overshoot bernilai 0.47, steady state bernilai 0.985 dari nilai set point 1. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.015 dan error overshoot bernilai -31.33. Selanjutnya saat konstanta KpKi terjadi penurunan rise time. Namun terjadi kenaikan pada settling time, overshoot, dan steady state error yang tidak terlalu signifikan. Hal yang bertolak belakang dengan ketika KpKi>Kd dengan Kp bernilai 500, Ki bernilai 300, dan Kd bernilai 50 grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.14. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0 s, settling time bernilai 0.65 s, overshoot bernilai 6.6, steady state bernilai 0.8 dari nilai set point 0.17. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.09 dan error overshoot bernilai -73.33. Selanjutnya saat konstanta Ki>Kp>Kd dengan Kp bernilai 300, Ki bernilai 500, dan Kd bernilai 50 grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.15. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 0 s, settling time bernilai 1.6 s, overshoot bernilai 4.36, steady state bernilai 0.01 dari nilai set point 0.1. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.09 dan error overshoot bernilai -48.44. Terakhir saat konstanta Kd>Kp>Ki dengan Kp bernilai 300, Ki bernilai 50, dan Kd bernilai 500 grafik yang dihasilkan adalah seperti pada gambar 1.16. Pada grafik tersebut dapat diketahui jika rise time bernilai 11.15 s, settling time

bernilai 25 s, overshoot bernilai 0, steady state bernilai 9.95 dari nilai set point 10. Sehingga muncul steady state error dengan nilai -0.05 dan error overshoot bernilai 0. Pada pengendali proportionalintegral-derivative ketika Kp>Ki>Kd terjadi penurunan nilai rise time dan settling time. Kemudian ketika Ki>Kp>Kd terjadi perubahan nilai yang tidak signifikan dari sebelumnya yaitu terjadi kenaikan settling time. Namun terjadi penurunan pada overshoot. Selanjutnya ketika Kd>Kp>Ki terjadi kenaikan signifikan pada rise time dan settling time. Namun terjadi penurunan signifikan pada overshoot dan sedikit penurunan pada steady state error. Masing masing konstanta memilki efeknya pada sistem kontrol sesuai dengan kombinasi dan nilai yang digunakan. Respon tidak akan menimbulkan overshoot dengan mengorbankan nilai rise time dan settling time yang lebih banyak daripada kombinasi yang lain. Sementara ketika ingin mempercepat respon agar segera stabil, terjadi osilasi yang berupa overshoot. Kombinasi dari ketiga konstanta tersebut harus sesuai agar dapat menciptakan respon yang cepat stabil.

Kesimpulan : Dari percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut 1. Perubahan nilai variabel pada open loop tidak berdampak signifikan terhadap karakteristik respon. Hal ini dibuktikan dengan grafik pada gambar 1.2, 1.3, dan 1.4. Serta dibuktikan pada nilai rise time, settling time, overshoot, dan steady state error yang tidak berubah secara signifikan. 2. Kenaikan nilai Kp bertindak sebagai penurun nilai rise time. Hal ini dibuktikan ketika nilai Kp semakin besar dari 80 ke 500 atau nilai Kp lebih tinggi daripada konstanta yang lain. Sebagai contoh pada gambar 1.5, 1.6, 1.7. 3. Kenaikan nilai Kd bertindak sebagai penurun nilai overshoot. Hal ini dibuktikan ketika overshoot menjadi nol ketika nilai Kd diubah dari 50 menjadi 500 pada percobaan terakhir. Sebagai contoh adalah perbandingan gambar 1.14, 1.15 dengan 1.16 atau gambar 1.9 dengan 1.10 4. Kenaikan nilai Ki bertindah sebagai penurun nilai steady state error. Hal ini dibuktikan ketika steady state error berkurang saat nilai Ki dinaikkan dari 300 ke 500. Sebagai contoh adalah perbandingan antara gambar 1.11 dengan 1.12 dan 1.13 5. Agar mencapai suatu respon yang cepat, overshoot kecil dan steady state error kecil dibutuhkan trial dan error agar menemukan kombinasi yang pas.