Dokumen ini menjelaskan tentang kontrol PID (proportional-integral-derivative), yang pertama kali dikembangkan pada tahun 1911 dan mengalami banyak perkembangan hingga kini. Kontrol PID terdiri dari tiga elemen utama yang berfungsi untuk meningkatkan akurasi dan stabilitas sistem kontrol, serta mengatasi error steady state. Kontrol ini sangat penting dalam aplikasi industri untuk mencapai hasil yang diinginkan melalui sistem pengendalian yang efektif.

1. PID (PROPORTIONAL, INTEGRAL, DERIVATIVE)
Source: putraekapermana.wordpress.com

2. Kontrol PID pertama dikembangkan pada tahun 1911 oleh Elmer Sperry.
Pada Tahun 1933 Taylor Instrumental Company (TIC) menggunakan pengontrol
pneumatic pertama dengan menggunakan kontrol proporsional yang dapat diatur.
Beberapa tahun kemudian, ditemukan formula untuk menghilangkan error steady
state pada kontrol proporsional dengan cara menggunakan kontrol integral dan
penggabungan kedua kontrol ini disebut Kontrol Proporsional-Integral.
Pada tahun 1940 TIC mengembangkan PID Control pertama pada PID dengan
menambahkan kontrol derivative yang mana dapat mengurangi isu overshoot yang
di timbulkan oleh kontroler proporsional.
Pada Tahun 1942 Ziegler and Nichols memperkenalkan tuning rule yang dapat
di gunakan oleh para praktisi agar mendapatkan konstanta/ parameter PID dengan
tepat.
Dan pertengahan tahun 1950, PID controller secara luas mulai dikenalkan dan
digunakan pada industri.

4. PID
• PID (Proportional–Integral–Derivative controller) merupakan
kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi
dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut.
Persamaan Laplace
Persamaan PID

5. Glosarium:
 SSE (Steady State Error)
Saat sistem mencapai kondisi stabilnya, sinyal respon akan berhenti pada nilai dikisaran
input/target dimana selisih nilai akhir dengan target disebut SSE (Steady State Error)
 Oscilation
Osilasi adalah variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran, contohnya pada
ayunan bandul. Istilah vibrasi atau getaran sering digunakan sebagai sinonim osilasi,
walaupun sebenarnya vibrasi merujuk pada jenis spesifik osilasi, yaitu osilasi mekanis
 Rise Time
Waktu naik adalah ukuran waktu yang di ukur mulai dari respon t= 0 sampai dengan respon
memotong sumbu steady state yang pertama
 Overshoot
Nilai relatif yang menyatakan perbandingan harga maksimum respon yang
melampaui harga steady state dibanding dengan nilai steady state

6. Kontrol Proporsional
 Ciri-ciri pengontrol proporsional :
a) Kp kecil maka dan Respon (Rise Time)
besar
b) Kp besar >< Kp kecil
c) Kp diperbesar maka Tidak Stabil
(Unstabilize) dan system ber-Osilasi
d) Kp dapat disetting SSE (Steady State
Error) tetapi tidak menghilangkan
NB: Kp sebagai Gain (Penguat) tanpa Efek
Dinamik Kinerja Kontroller
 Persamaan Proporsional:
a. P(t) = Output kontrol proporsional,
b. Kp = Konstanta/ parameter
proporsional dan
c. e(t) = Error selisih setpoint dan
nilai aktualnya.

7. Kontrol Integratif
Ciri-ciri pengontrol Integratif :
a) OUTPUT Integral membutuhkan waktu sehingga Respon
System LAMA
b) Sinyal Kesalahan = 0, maka OUPUT bertahan dinilai
sebelumnya
c) Sinyal Kesalahan ≠ 0, maka OUTPUT mengalami kenaikan
dan penurunan/ ber-Osilasi berdasarkan Sinyal Kesalahan
dan Ki (Integral)
d) Konstanta Ki besar akan mempercepat hilangnya OFFSET
e) Nilai Konstanta Ki diperbesar akan menghilangkan OFFSET
ber-Osilasi besar
NB: Kontrol integral berfungsi untuk menghilangkan error steady
state yang tidak bisa di hilangkan oleh kontroler proporsional,
kontrol integral ini sangat tidak disarankan bekerja sendirian
karena karateristiknya yang lambat.
 Persamaan Integratif
a. Ki merupakan konstanta
integral dan e merupakan
input yang berupa error.

8. Kontrol Derivatif
Ciri-ciri pengontrol Derivatif :
 Kontrol Derivatif sesuai dengan Sinyal Kesalahan
 Sinyal Kesalahan berubah terhadap Waktu, maka OUTPUT
tergantung Kd (Diferensial) dan Laju Kesalahan Sinyal
 Kontrol Kd (Diferensial) bersifat mendahului, jadi Koreksi
Signifikan sebelum Error Overshoot besar
 Nilai Kd (Diferensial) meningkat, maka Cenderung System
Stabilize dan Reduce Overshoot
NB: OUTPUT Kd(Diferensial) bersifat halnya Operasi Derivatif.
Umunya dipakai untuk mempercepat Respon Awal System, tetapi
tidak mengubah Kesalahan dalam keadaan Tunak
- Sinyal INPUT berbentuk fungsi STEP, maka OUTPUT-nya
berbentuk IMPULS
- Sinyal INPUT berbentuk fungsi RAMP, maka OUPUT-nya
berbentuk fungsi STEP
 Persamaan Diferensial
a. Kd merupakan konstanta
derivatif.

9. Kontrol PI
Kontrol PI merupakan gabungan antara kontrol proporsional dan kontrol
integral. Kontrol PI sangat tepat digunakan pada sistem yang tidak begitu
membutuhkan kestabilan sistem namun butuh akurasi pada saat kondisi
mantap.
Kekurangan kontrol ini adalah ketika ada gangguan atau perubahan set
point atau pada saat kondisi awal akan sedikit membutuhkan waktu untuk
menuju kondisi mantapnya disebabkan osilasi.
Persamaan PI

10. Kontrol PD
Kontrol PD merupakan gabungan antara kontrol proporsional dan kontrol
Derivatif. Kontrol PD sangat tepat digunakan pada sistem yang tidak begitu
membutuhkan akurasi pada saat kondisi mantap dan namun membutuhkan
respon yang cepat, kondisi mantap yang cepat dan sistem yang stabil.
Kekurangan kontrol ini adalah ketika sistem membutuhkan akurasi terhadap
set point yang tinggi serta tidak boleh ada error steady state.
Persamaan PD

11. Efek dari setiap PID pada Sistem Lup Tertutup disimpulkan :
Respon Lup Tertutup Rise Time Overshoot Setting Time SSE
PROPORTIONAL Menurunkan Meningkatkan Perubahan Kecil Menurunkan atai Mengurangi
INTEGRAL Menurunkan Meningkatkan Meningkatkan Mengeleminasi
DERIVATIF Perubahan Kecil Menurunkan Menurunkan Perubahan Kecil

12. Elemen-elemen Pengontrol P, I dan D bertujuan:
1. Respon System dipercepat menuju Set Point-nya
2. Reduce OFFSET
3. Mengurangi Overshoot

13. PID Controler adalah controler yang penting yang sering digunakan
dalam industri. Sistem pengendalian menjadi bagian yang tidak bisa
terpisahkan dalam proses kehidupan ini khususnya dalam bidang
rekayasa industri, karena dengan bantuan sistem pengendalian maka
hasil yang diinginkan dapat terwujud. Sistem pengendalian
dibutuhkan untuk memperbaiki tanggapan sistem dinamik agar
didapat sinyal keluaran seperti yang diinginkan. Sistem kendali yang
baik mempunyai tanggapan yang baik terhadap sinyal masukan yang
beragam.

14. Berikut adalah 3 Algorithm,
1. PID Ideal (juga disebut "ISA")
2. Seri (juga disebut "seri" atau "berinteraksi" atau "analog" atau "klasik")
3. Paralel (juga disebut "tidak berinteraksi", "independen" dan "mendapatkan independen)
Semua 3 algoritma dapat mencapai hasil yang sama secara teoritis; namun konstanta
penyetelan untuk mendapatkan hasil itu mungkin sangat berbeda tergantung pada
algoritme yang digunakan.

15.  Anda harus dapat mengidentifikasi algoritme yang digunakan dari manual instruksi
yang disediakan vendor. Untuk membuat pengidentifikasian algoritme khusus
Anda sedikit lebih rumit, produsen memvariasikan nama mereka untuk kategori
ini. Mereka tidak serta merta menempel dengan nama-nama pada daftar di atas.
 Satu-satunya cara untuk benar-benar mengetahui algoritma mana yangAnda
miliki adalah dengan melihat persamaan untuk Kontroler PID. Persamaan dapat
ditulis dalam bentuk "klasik" atau bentuk "Laplace" atau sebagai diagram blok.
Semua 3 format ditampilkan dalam tabel berikut untuk membantu Anda
mencocokkannya dengan apa yang tertulis di panduan pengguna Anda.

16. REFERENCES
 https://putraekapermana.wordpress.com/2013/11/21/pid/
 https://elektronika-portal.com/
 https://www.pidtuning.net/pid-algorithm.php