Pilihan privasi Anda

KiwiBee menggunakan cookie opsional dari Google Analytics, Google Ads, dan Meta Pixel untuk memahami pengunjung dewasa, mengukur pendaftaran yang selesai, dan meningkatkan kampanye. Cookie penting selalu aktif. Pixel iklan ChatGPT OpenAI juga mengukur tampilan halaman dan pertanyaan yang telah dikirim setelah persetujuan iklan, serta dapat menggunakan detail kontak yang di-hash untuk pencocokan. Kebijakan privasi

Langsung ke konten utama

Laboratorium Keseimbangan Pengontrol PID

Tentang simulasi ini

Laboratorium Keseimbangan Pengontrol PID memungkinkan siswa mengalami kendali umpan balik loop tertutup secara langsung. Bola logam menggelinding di sepanjang balok miring yang didorong oleh pendorong ujung kembar sementara grafik bergulir waktu nyata memetakan titik setel target r(t) (hijau) terhadap posisi bola aktual x(t) (emas). Pengontrol terus-menerus mengukur galat posisi e(t) = r − x(t) dan menghitung perintah pendorong u(t) = Kp·e + Ki∫e dt + Kd(de/dt). Dengan menyeret cincin titik setel di sepanjang balok atau menendang bola, pembelajar menemukan mengapa kendali Proporsional murni berosilasi tanpa akhir, bagaimana penguatan Derivatif Kd bertindak sebagai rem prediktif untuk meredam kelebihan tembakan, dan bagaimana penguatan Integral Ki menghilangkan imbuhan trim keadaan tunak.

Yang bisa dijelajahi siswa

  • Atur Ki = 0 dan Kd = 0 sambil mempertahankan Kp = 6, lalu seret cincin titik setel hijau dan saksikan bola berosilasi bolak-balik tanpa redaman.
  • Tingkatkan penguatan Derivatif Kd ke 4,0 dan amati bagaimana pengontrol mengerem kemiringan balok sebelum bola melewati titik setel, menghilangkan kelebihan tembakan.
  • Atur Ki = 0 dengan Kp = 4 dan Kd = 3,5 dan perhatikan pembacaan Imbuhan Keadaan Tunak kecil yang disebabkan oleh bias trim gravitasi, lalu tingkatkan Ki ke 1,0 untuk menarik galat ke 0,00 m.
  • Klik bola atau tekan Hantaman gangguan untuk menerapkan impuls kecepatan tibatiba dan menguji seberapa cepat loop PID yang Anda sesuaikan pulih.
  • Seret cincin target hijau dengan cepat antara ujung kiri dan kanan balok untuk menguji waktu naik respons langkah dan kelebihan tembakan puncak.

Tujuan pembelajaran

  1. 1Definisikan galat posisi e(t) = r(t) − x(t) dalam sistem kendali umpan balik loop tertutup.
  2. 2Jelaskan peran fisik dari setiap suku PID: kekakuan proporsional (Kp), penghilangan bias integral (Ki), dan redaman derivatif (Kd).
  3. 3Analisis metrik respons langkah termasuk waktu naik, persentase kelebihan tembakan puncak, waktu penetapan, dan galat keadaan tunak.
  4. 4Sesuaikan pengontrol PID tiga suku untuk mencapai stabilisasi teredam kritis yang cepat setelah gangguan eksternal.

Pertanyaan yang sering diajukan guru

Apa kepanjangan PID dalam teknik kendali?

PID adalah singkatan dari Proportional–Integral–Derivative control (Kendali Proporsional–Integral–Derivatif). Ini adalah algoritma kendali umpan balik yang paling banyak digunakan dalam robotika, drone, kendali pelayaran, dan otomatisasi industri, menggabungkan galat saat ini (P), galat masa lalu yang terakumulasi (I), dan laju perubahan galat (D).

Mengapa bola berosilasi liar ketika Kp tinggi dan Kd nol?

Penguatan proporsional Kp bertindak seperti pegas yang menarik bola menuju titik setel. Tanpa redaman (Kd = 0), bola membangun kecepatan saat mendekati target dan melesat melewati target tersebut, mengulangi siklus bolak-balik.

Bagaimana suku Derivatif Kd menghentikan kelebihan tembakan?

Suku Derivatif mengukur seberapa cepat bola mendekati target (de/dt). Bahkan saat bola masih belum mencapai titik setel, Kd merasakan kecepatan penutupannya yang tinggi dan memiringkan balok ke arah sebaliknya lebih awal untuk mengerem bola dengan mulus.

Kapan Anda membutuhkan penguatan Integral Ki?

Jika ada gangguan konstan seperti sedikit kemiringan sensor atau bias angin, pengontrol PD menetap sedikit di luar target di mana dorongan proporsional kecil mengimbangi bias tersebut. Suku Integral mengakumulasi galat yang berlarut-larut dari waktu ke waktu hingga imbuhan didorong ke nol.

Sematkan simulasi ini

Pasang di LMS, blog, atau situs kelas Anda — gratis.

<iframe src="https://kiwibee.io/id/simulations/pid-controller-drone-balance-3d-simulation/embed" title="Laboratorium Keseimbangan Pengontrol PID | KiwiBee" loading="lazy" allowfullscreen style="width:100%;height:min(70vh,620px);min-height:420px;border:0;border-radius:16px"></iframe>

Lanjut menjelajah

Model sains interaktif lainnya

Hadirkan sains interaktif di kelas Anda

Ruang kerja guru gratis dari KiwiBee menyatukan perencanaan pembelajaran, lembar kerja, perangkat kelas, dan buku nilai dalam satu tempat.

Mulai gratis dan buat kelas pertama Anda

atau jelajahi ruang kerja guru →