Motor DC sering
digunakan dalam sistem control yang memerlukan daya poros yang cukup besar
karena motor DC jauh lebih efisien dari pada motor servo dua fasa.Motor DC
mempunyai medan-medan yang dieksitasi secara terpisah. Motor DC dapat dibedakan
atas motor DC medan tetap dengan pengontrolan jangkar dan motor DC arus jangkar
tetap dengan pengontrolan medan.Kenyataannya Kecepatan putar Motor DC mengalami
penurunan akibat dari pembebanan sehingga menebabkan putarannya menjadi lambat
dan kecepatannya tidak konstan.Untuk itu diperlukan suatu system kendali
kecepatan motor DC agar motor berjalan sesuai keinginan kontroler.Kontroller
yang digunakan adalah Kontrol Proportional Integral Derivatif (PID).
Proporsional Integral Derivatif
(PID)
PID
(Proportional Integral Derivatif ) merupakan kontroler untuk menentukan presisi
suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem
tesebut. Komponen kontroler PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu: Proportional, Integratif dan Derivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan
maupun, sendiri-sendiri tergantung dari
respon yang kita inginkan terhadap suatu plant.
Kontrol proposional (Kp)
memiliki
keluaran yang sebanding/proposional dengan besarnya sinyal kesalahan (selisih
antara besaran yang diinginkan dengan harga aktualnya). Secara lebih sederhana
dapat dikatakan, bahwa keluaran Pengendali proporsional merupakan perkalian
antara konstanta proporsional dengan masukannya. Perubahan pada sinyal masukan
akan segera menyebabkan sistem secara langsung mengubah keluarannya sebesar
konstanta pengalinya.
Gambar
dibawah menunjukkan blok diagram yang menggambarkan hubungan antara besaran setting,
besaran aktual dengan besaran keluaran kontroller proporsional. Sinyal
keasalahan (error) merupakan selisih antara besaran setting dengan besaran
aktualmya. Selisih ini akan mempengaruhi kontroller, untuk mengeluarkan sinyal
positip (mempercepat pencapaian harga setting) atau negatif (memperlambat
tercapainya harga yang diinginkan).
Ciri-ciri
kontroler proporsional harus diperhatikan ketika kontroler tersebut diterapkan
pada suatu sistem. Secara eksperimen, pengguna kontroller proporsional harus
memperhatikan ketentuan-ketentuan berikut ini:
1.Kalau
nilai Kp kecil, kontroler proporsional hanya mampu melakukan koreksi kesalahan yang
kecil, sehingga akan menghasilkan respon sistem yang lambat.
2.Kalau
nilai Kp dinaikkan, respon sistem menunjukkan semakin cepat mencapai keadaan
mantabnya.
3.Namun
jika nilai Kp diperbesar sehingga mencapai harga yang berlebihan, akan mengakibatkan
sistem bekerja tidak stabil, atau respon sistem akan berosilasi.
Kontroler integral(Ki)
memiliki
karakteristik seperti halnya sebuah integral. Keluaran kontroller sangat
dipengaruhi oleh perubahan yang sebanding dengan nilai sinyal kesalahan. Keluaran
kontroler ini merupakan jumlahan yang terus menerus dari perubahan masukannya.
Kalau
sinyal kesalahan tidak mengalami
perubahan, keluaran akan menjaga keadaan seperti sebelum terjadinya
perubahan masukan Ketika digunakan, kontroler integral
mempunyai beberapa karakteristik berikut ini:
1.
Keluaran kontroler membutuhkan selang waktu tertentu, sehingga kontroler
integral cenderung memperlambat respon.
2.
Ketika sinyal kesalahan berharga nol, keluaran kontroler akan bertahan pada
nilai sebelumnya.
3.
Jika sinyal kesalahan tidak berharga nol, keluaran akan menunjukkan kenaikan
atau penurunan yang dipengaruhi oleh besarnya sinyal kesalahan dan nilai Ki
.
4.
Konstanta integral Ki yang berharga besar akan mempercepat hilangnya offset.
Tetapi semakin besar nilai konstanta Ki akan mengakibatkan peningkatan osilasi
dari sinyal keluaran kontroler.
Kontroler Diferensial(Kd)
Keluaran
kontroler diferensial memiliki sifat seperti halnya suatu operasi derivatif.
Perubahan yang mendadak pada masukan kontroler, akan mengakibatkan perubahan
yang sangat besar dan cepat.Ketika masukannya tidak mengalami perubahan,
keluaran kontroler juga tidak mengalami perubahan, sedangkan apabila sinyal
masukan berubah mendadak dan menaik (berbentuk fungsi step), keluaran menghasilkan sinyal berbentuk
impuls.
Karakteristik
kontroler diferensial adalah sebagai berikut:
1.
Kontroler ini tidak dapat menghasilkan keluaran bila tidak ada perubahan pada masukannya
(berupa sinyal kesalahan).
2.
Jika sinyal kesalahan berubah terhadap waktu, maka keluaran yang dihasilkan kontroler
tergantung pada nilai Td dan laju perubahan sinyal kesalahan.
3.
Kontroler diferensial mempunyai suatu karakter untuk mendahului, sehingga kontroler
ini dapat menghasilkan koreksi yang signifikan sebelum pembangkit kesalahan
menjadi sangat besar. Jadi kontroler diferensial dapat mengantisipasi pembangkit
kesalahan, memberikan aksi yang bersifat korektif, dan cenderung meningkatkan
stabilitas sistem .