ELEKTRO INDONESIA - Metode Ziegler-Nichols pada Sistem Kontrol Servo Posisi Berbasis Komputer IBM-PC

Edisi ke Lima Belas, Nopember 1998

KENDALI

Metode Ziegler-Nichols pada Sistem Kontrol Servo Posisi Berbasis Komputer IBM-PC

Home
Halaman Muka

Sajian Utama
Sajian Khusus
Komputer
Energi
Elektronika

Hasil Pengujian

Pengujian eksperimen ini memberikan nilai ultimate gain K_u sebesar 55 dan ultimate period T_usebesar 0.35 s. Nilai yang diperoleh digunakan untuk menghitung nilai parameter pengontrol proporsional, integral dan diferensial. Gambar 6 menunjukkan foto osiloskop ketika respon berosilasi. Hasil perhitungan ini ditunjukkan oleh Tabel 1.
Gambar 6: Hasil Osiloskop respon sistem berosilasi Tabel 1: Hasil penalaan paramater PID dengan metode osilasi

Pengatur	P	PI	PID
Kp	27.50	24.75	33
Ti	-	0.2975	0.175
Td	-	-	0.042

Sistem dengan Pengontrol P

Pada pengujian pertama, Sistem kontrol servo posisi disisipi oleh pengontrol proporsional (P). Karakteristik pengontrol P diperoleh dengan menyetel parameter integral Ti=~ dan parameter diferensial Td=0. Pengamatan prilaku sistem didasarkan pada spesifikasi waktu sistem: waktu naik, waktu tunda, waktu puncak dan lewatan maksimum. Tabel 2 menunjukkan pengaruh pengubahan parameter proporsional terhadap spesifikasi waktu sistem. Gambar 7 menunjukkan salah satu hasil respon sistem untuk pengontrol proporsional dengan Kp=27,50.
Tabel 2: Respon sistem , dengan nilai Ti = ~, Td = 0, dan Kp berubah.

Parameter	Nilai Penguatan ( Kp )
Respon Transien	1	10	27.50	50
Waktu tunda ( td )	-	0.5 s	0.5 s	0.55 s
Waktu naik ( tr )	-	0.9 s	0.95 s	0.95 s
Waktu puncak ( tp )	-	-	1.05 s	1.05 s
Lewatan waktu maksimum ( Mp )	-	-	3 %	5.4 %

Gambar 7: Respon sistem dengan Kp=27,50

Sistem dengan Pengontrol PI

Pengujian kedua bertujuan mengamati pengaruh pengubahan parameter integral Ti pada pengontrol PI terhadap spesifikasi sistem. Karakteristik pengontrol PI diperoleh dengan menyetel Td=0. Tabel 3 memperlihatkan hasil pengamatan itu, sedangkan gambar 8 menunjukkan hasil osiloskop untuk Kp=24,75 dan Ti=0,2975.

Tabel 3: Respon sistem , dengan nilai Kp = 24.75, Td = 0, dan Ti berubah.

Parameter	Konstanta waktu integral, Ti
Respon Transien	0.01	0.2	0.2975	0.5
Waktu tunda ( td )	-	0.58 s	0.55 s	0.56 s
Waktu naik ( tr )	-	0.95 s	0.98 s	1 s
Waktu puncak ( tp )	-	1.79 s	1.62 s	1.8 s
Lewatan waktu maksimum ( Mp )	-	85.6 %	74 %	58.8 %

Gambar 8: Respon sistem dengan Kp=24,75 dan Ti=0,2975

Sistem dengan Pengontrol PID

Hasil pengujian respon sistem yang menggunakan pengontrol PID ditunjukkan oleh tabel 4. Gambar 9 memperlihatkan hasil osiloskop untuk pengontrol Kp=33, Ti=0,175 dan Td=0,042.

Tabel 4: Respon sistem, dengan nilai Kp = 33, Ti = 0.175, dan Td berubah

Parameter	Waktu diferensial (Td)
Respon Transien	0.002	0.05	0.042	0.10
Waktu tunda ( td )	0.6 s	0.6 s	0.6 s	0.65 s
Waktu naik ( tr )	1 s	1 s	1 s	1.1 s
Waktu puncak ( tp )	1.8 s	1.8 s	1.8 s	1.85 s
Lewatan waktu maksimum ( Mp )	86.8 %	88 %	88 %	88 %

Gambar 9: Respon sistem dengan Kp=33,Ti=0,175 dan Td=0,042

Kesimpulan

Algoritma pengontrol PID menggunakan metode pendekatan rectangular dan trapezoidal. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa perangkat lunak yang disusun dapat mengendalikan perangkat keras sesuai dengan perancangan.
Parameter pengontrol PID berupa Kp, Ti, Td ditentukan melalui metode penyetelan Ziegler-Nichols. Nilai penguatan yang didapat dari percobaan besarnya adalah

Untuk pengontrol proporsional

Untuk pengontrol proporsional plus integral

Untuk pengontrol proporsional plus integral plus diferensial

Respon sistem yang memuaskan diperlihatkan oleh pengontrol proporsional. Besarnya nilai terletak disekitar nilai pendekatan yang diperoleh dengan metode Zeigler dan Nichols.

Daftar Pustaka

Ziegler, J. G. dan N.B. Nichols, 1942, Optimum Setting for Automatic Controllers, Tans. ASME, vol. 64, pp. 759-768.
Gunterus, Frans: Falsafah Dasar: Sistem Pengendalian Proses, jakarta: PT. Elex Media Komputindo, Jakarta, 1994.
Johnson, Curtis: Process Control Instrumentation Technology, Englewood Cliffs, New Jersey, 1988.
Ogata, Katsuhiko: Teknik Kontrol Automatik – terjemahan: Ir. Edi Laksono, Erlangga, Jakarta, 1991.

Oleh : Ir. Chairuzzaini, Dipl. -Ing. Ir. Mohammad Rusli: Staf Pengajar di jurusan teknik elektro, FT-Unibraw-Malang.
E-Mail: rusli@unibraw.wasantara.net.id
Rudy Ariyanto, ST : Sarjana teknik Elektro - Fakultas Teknik - Universitas Brawijaya - Malang.

[ Sajian Utama ] [ Sajian Khusus ] [ KOMPUTER ] [ ENERGI ] [ ELEKTRONIKA ]

Please send comments, suggestions, and criticisms about ELEKTRO INDONESIA. Click here to send me email. [ Halaman Muka ]