PERANCANGAN MODEL PREDICTIVE CONTROL (MPC) PADA PROSES QUADRUPLE TANK

Abstract

Abstrak

Model Predictive Control (MPC) telah berhasil diaplikasikan di berbagai industri proses, karena kemampuannya untuk mengatasi berbagai masalah multivariabel kontrol seperti interaksi, waktu tunda dan batasan. Keuntungan dari MPC karena kedua variabel, yaitu variabel manipulasi dan variabel kontrol, dihitung dengan menggunakan teknik optimasi. Model predictive control (MPC) digunakan untuk mengontrol sistem quadruple tank. Quadruple tank merupakan sistem yang multivariabel, sehingga dengan hanya mengubah satu variabel manipulasi dari satu tangki, maka akan mengubah kondisi dari tangki yang lain. Sistem ini mempunyai adjustment multivariable zero yang dapat diatur dalam keadaan stabil disebelah kiri (left half plane) dan tidak stabil disebelah kanan (right half plane) dengan mengatur bukaan katup, sehingga dapat dioperasikan di kondisi minimum maupun non minimum phase. Dalam penelitian ini, MPC diharapkan mampu mengatasi masalah tracking maupun regulator pada quadruple tank. Dengan nilai parameter MPC, , , , , , diperoleh hasil yang memuaskan dalam mengatasi masalah tracking maupun regulator, untuk kondisi minimum phase dengan IAE untuk tangki 1 = 71.33 dan tangki 2 = 71.55, sedangkan untuk kondisi non minimum phase dengan IAE untuk tangki 1 = 901.6 dan tangki 2 = 951.1,  dibandingkan dengan kontroler Decentralized PI, untuk kondisi minimum phase dengan IAE untuk tangki 1 = 77.6 dan tangki 2 = 92.43, sedangkan untuk kondisi non minimum phase dengan IAE untuk tangki 1 = 681.5 dan tangki 2 = 7938.

Kata kunci : decentralized pi, model predictive control, quadruple tank

Abstract

Model Predictive Control (MPC) has been very successful in the process industries in dealing with multivariable control problem, such as, interactions, time delays, and constraints.The advantage of MPC is that both manipulated and controlled variables are calculated using the optimization techniques. Model predictive control (MPC) is used to control the quadruple tank system. Quadruple tank is a multivariable system, by changing one variable of the tank, it will change the variable of the another tank. This system has a adjustment multivariable zero that can be set in a stable condition on the left (left half plane) and unstable on the right (right half plane) by adjusting the valve, so it can be operated in minimum and non minimum phase. In this work,  MPC controller is expected to overcome the problem of tracking and regulator in the quadruple tank. MPC with parameter values, , , , , , has a good results in overcoming the problem tracking and regulators, for minimum phase with IAE to tank 1 and tank 2 = 71.33 and 71.55, while for non minimum phase with IAE for tank 1 and tank 2 = 901.6 and 951.1, compared with decentralized PI controller for minimum phase with IAE to tank 1 and tank 2 = 77.6 and 92.43, while for non minimum phase with IAE for tank 1 and tank 2 = 681.5 and 7938.

Keywords: decentralized pi, model predictive control, quadruple tank