Kursus/Jasa Matlab | Pengembangan Model Simulasi Kontroler PID pada Sistem Pemanas Industri Menggunakan MATLAB Simulink

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!