Silabus Pengembangan Model Simulasi Kontroler PID pada Sistem Pemanas Industri Menggunakan MATLAB Simulink
Sesi 1: Pengenalan MATLAB dan Simulink
- Pengantar MATLAB dan Simulink
- Navigasi lingkungan kerja MATLAB
- Dasar-dasar pemrograman di MATLAB
- Pengantar antarmuka Simulink
- Membuat model Simulink sederhana
Sesi 2: Dasar Sistem Pemanas Industri
- Konsep dasar sistem pemanas industri
- Jenis-jenis pemanas industri dan aplikasinya
- Prinsip kerja pemanas resistif
- Representasi matematis sistem pemanas
- Karakteristik dinamis sistem pemanas
Sesi 3: Pengantar Kontrol PID
- Teori dasar kontrol PID
- Fungsi proportional, integral, dan derivatif
- Respons sistem terhadap kontrol PID
- Kelebihan dan kekurangan kontrol PID
- Implementasi dasar kontrol PID di MATLAB
Sesi 4: Membuat Model Sistem Pemanas di Simulink
- Membuat model matematika sistem pemanas
- Representasi sistem pemanas di Simulink
- Menambahkan elemen sistem seperti sensor dan aktuator
- Pengaturan parameter model
- Simulasi respons sistem tanpa kontrol
Sesi 5: Penerapan Kontrol PID pada Sistem Pemanas
- Menambahkan blok PID Controller di Simulink
- Pengaturan parameter PID secara manual
- Simulasi sistem dengan kontrol PID
- Analisis respons sistem dengan PID
- Optimasi awal parameter PID
Sesi 6: Metode Tuning PID (Manual dan Otomatis)
- Metode Ziegler-Nichols
- Metode Cohen-Coon
- Tuning PID secara otomatis menggunakan Simulink
- Membandingkan hasil tuning manual dan otomatis
- Implementasi hasil tuning pada model
Sesi 7: Analisis Kinerja Kontrol PID
- Analisis respons waktu sistem (rise time, settling time, overshoot)
- Analisis stabilitas sistem
- Pengaruh perubahan beban terhadap sistem
- Pengaruh gangguan pada sistem
- Evaluasi kinerja kontrol PID
Sesi 8: Optimasi Parameter PID
- Penggunaan tool MATLAB untuk optimasi PID
- Penggunaan algoritma optimasi untuk tuning PID
- Implementasi hasil optimasi pada Simulink
- Evaluasi hasil optimasi
- Fine-tuning manual berdasarkan hasil simulasi
Sesi 9: Implementasi Kontrol PID dengan Anti-Windup
- Masalah integrator windup pada PID
- Implementasi anti-windup di Simulink
- Analisis kinerja dengan dan tanpa anti-windup
- Studi kasus: sistem pemanas dengan gangguan besar
- Evaluasi hasil simulasi
Sesi 10: Pengaruh Nonlinearitas pada Sistem Pemanas
- Mengenal nonlinearitas pada sistem pemanas
- Simulasi sistem dengan nonlinearitas
- Penanganan nonlinearitas pada kontrol PID
- Pengaruh saturasi aktuator terhadap performa
- Evaluasi kinerja kontrol PID dengan nonlinearitas
Sesi 11: Penggunaan PID Adaptif
- Konsep kontrol PID adaptif
- Implementasi PID adaptif di Simulink
- Studi kasus: sistem pemanas dengan variasi beban
- Analisis respons sistem dengan PID adaptif
- Evaluasi kinerja PID adaptif vs PID konvensional
Sesi 12: Penggunaan PID Fuzzy
- Pengantar kontrol Fuzzy
- Perbedaan PID konvensional dan PID Fuzzy
- Implementasi PID Fuzzy di Simulink
- Analisis respons sistem dengan PID Fuzzy
- Evaluasi kinerja PID Fuzzy vs PID konvensional
Sesi 13: Kombinasi PID dan Kontrol Feedforward
- Konsep kontrol feedforward
- Implementasi kontrol PID dengan feedforward
- Simulasi sistem dengan gangguan dan feedforward
- Analisis pengaruh feedforward terhadap respons sistem
- Studi kasus: sistem pemanas dengan gangguan eksternal
Sesi 14: Implementasi PID dalam Model Fisik Sistem Pemanas
- Representasi model fisik sistem pemanas di Simulink
- Menghubungkan model fisik dan kontrol PID
- Simulasi dan analisis kinerja model fisik
- Evaluasi perbedaan dengan model matematika
- Studi kasus: aplikasi industri nyata
Sesi 15: Desain Interface Pengguna untuk Kontrol PID
- Membuat antarmuka pengguna di MATLAB GUI
- Integrasi GUI dengan model Simulink
- Menampilkan hasil simulasi pada GUI
- Pengaturan parameter PID dari GUI
- Implementasi kontrol PID dari GUI
Sesi 16: Eksperimen Pengendalian Suhu pada Sistem Pemanas
- Desain eksperimen pengendalian suhu
- Pengaturan skenario eksperimen pada Simulink
- Simulasi berbagai skenario beban dan gangguan
- Analisis data hasil eksperimen
- Evaluasi kinerja kontroler PID
Sesi 17: Penggunaan Simulasi untuk Pelatihan Operator
- Membuat simulasi interaktif untuk pelatihan
- Pengaturan skenario latihan di Simulink
- Implementasi skenario gangguan dan penanganan
- Evaluasi respon pengguna terhadap simulasi
- Pengembangan modul latihan lanjutan
Sesi 18: Dokumentasi Model Simulasi
- Membuat dokumentasi teknis model
- Penggunaan tool dokumentasi di Simulink
- Menyusun laporan hasil simulasi
- Penyusunan guideline penggunaan model
- Review dan revisi dokumentasi
Sesi 19: Pembuatan Skrip Otomatisasi Simulasi di MATLAB
- Menulis skrip untuk simulasi otomatis
- Mengatur skenario simulasi melalui skrip
- Ekstraksi dan penyimpanan hasil simulasi
- Analisis data hasil simulasi otomatis
- Mengintegrasikan skrip dengan model Simulink
Sesi 20: Verifikasi dan Validasi Model
- Metode verifikasi model simulasi
- Validasi model terhadap data eksperimen
- Analisis perbedaan hasil simulasi dan eksperimen
- Revisi model berdasarkan hasil validasi
- Dokumentasi proses verifikasi dan validasi
Sesi 21: Pengembangan Model dengan Pendekatan Model Predictive Control (MPC)
- Pengantar Model Predictive Control (MPC)
- Perbandingan MPC dengan PID
- Implementasi MPC untuk sistem pemanas
- Simulasi kinerja MPC pada sistem pemanas
- Evaluasi kinerja MPC vs PID
Sesi 22: Integrasi dengan Sistem SCADA
- Pengantar SCADA dan penerapannya di industri
- Menghubungkan Simulink dengan sistem SCADA
- Implementasi kontrol PID melalui SCADA
- Monitoring dan kontrol sistem pemanas dari SCADA
- Evaluasi performa sistem terintegrasi
Sesi 23: Pengembangan Model Simulasi untuk Optimasi Energi
- Konsep optimasi energi pada sistem pemanas
- Implementasi skenario optimasi di Simulink
- Analisis konsumsi energi pada berbagai skenario
- Evaluasi hasil optimasi energi
- Pengembangan strategi penghematan energi
Sesi 24: Pengembangan Model Simulasi untuk Keamanan Sistem
- Identifikasi risiko pada sistem pemanas
- Implementasi skenario keamanan di Simulink
- Analisis respons sistem terhadap skenario kegagalan
- Implementasi strategi mitigasi risiko
- Evaluasi keamanan sistem secara menyeluruh
Sesi 25: Pengembangan Model Simulasi untuk Perawatan Prediktif
- Konsep perawatan prediktif pada sistem pemanas
- Implementasi model prediktif di Simulink
- Analisis data sensor untuk prediksi kegagalan
- Integrasi model prediktif dengan kontrol PID
- Evaluasi manfaat perawatan prediktif
Sesi 26: Mengintegrasikan Model Simulasi dengan IoT
- Pengantar konsep IoT di industri
- Menghubungkan model Simulink dengan perangkat IoT
- Implementasi kontrol dan monitoring melalui IoT
- Simulasi dan analisis kinerja sistem IoT
- Evaluasi manfaat integrasi IoT
Sesi 27: Pengembangan Sistem Simulasi untuk Prototipe Digital
- Konsep prototipe digital pada sistem pemanas
- Membuat model digital twin di Simulink
- Menghubungkan digital twin dengan sistem fisik
- Simulasi skenario pengujian pada digital twin
- Evaluasi kinerja sistem digital twin
Sesi 28: Menggunakan Simulasi untuk Pengambilan Keputusan
- Analisis skenario keputusan di Simulink
- Membuat model pengambilan keputusan berbasis simulasi
- Simulasi skenario kebijakan operasional
- Evaluasi dampak kebijakan terhadap kinerja sistem
- Dokumentasi hasil analisis skenario
Sesi 29: Pengembangan Laporan Akhir dan Presentasi
- Menyusun laporan akhir proyek simulasi
- Penyusunan presentasi hasil simulasi
- Membuat visualisasi data hasil simulasi
- Latihan presentasi dan feedback
- Revisi akhir laporan dan presentasi
Sesi 30: Presentasi Akhir dan Diskusi
- Presentasi hasil proyek simulasi
- Diskusi temuan dan rekomendasi
- Evaluasi hasil proyek dan pencapaian
- Diskusi pengembangan lanjutan
- Penutupan dan sertifikasi
Semoga silabus ini bermanfaat!
