Perbandingan Metode PID, MPC, dan LQR pada Sistem Pemanas Air Bottle Washer Berbasis Matlab

Abstract

Sistem pengendalian menjadi sangat penting terutama pada dunia industri untuk membantu meningkatkan kinerja atau performa sebuah sistem yang diaplikasikan di industri tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan beberapa metode kendali pemanas air yang diaplikasikan pada sistem bottle washer dan membandingkan metode-metode yang digunakan berdasarkan pada kriteria kinerja pengendalian yang terdiri dari settling time, rise time, persentase overshoot dan steady state error. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah PID (Proportional, Integral and Derivative), MPC (Model Predictive Control) dan LQR (Linear Quadratic Regulator). Simulasi dan eksperimen pada penelitian ini seluruhnya menggunakan MATLAB/Simulink sebagai software dan Arduino Mega 2560 sebagai sistem akuisisi data yang menghubungkan antara prototipe dan komputer. Hasil simulasi sistem kendali tiga metode yang digunakan seluruhnya masih memerlukan adanya proses tuning ulang agar didapatkan hasil respon yang lebih baik. Hasil pengujian pada sistem kendali PID secara real time memiliki respon output sistem dengan dengan nilai settling time sebesar 768 detik , nilai rise time sebesar 624 detik dengan nilai overshoot sebesar 0,3% dan memiliki nilai steady state error sebesar -0,16ºC di atas set point. Pada sistem kendali LQR secara real time memiliki respon output sistem dengan dengan nilai settling time sebesar 777 detik , nilai rise time sebesar 647 detik dengan nilai overshoot sebesar 0,5% dan memiliki nilai steady state error sebesar 0,006ºC. Pada sistem kendali MPC secara real time memiliki respon output sistem dengan dengan nilai settling time sebesar 705 detik , nilai rise time sebesar 578 detik dengan nilai overshoot sebesar 2,3% dan memiliki nilai steady state error dengan rentang nilai 0–1,03ºC berupa osilasi konstan.