PENERAPAN GENERALIZED PREDICTIVE CONTROL UNTUK PENGENDALI LEVEL AIR PADA STEAM GENERATOR PWR

DAFTAR ISI Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013

Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan

PENERAPAN GENERALIZED PREDICTIVE CONTROL UNTUK PENGENDALI LEVEL AIR PADA STEAM GENERATOR PWR Yoyok Dwi Setyo Pambudi Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir - BATAN, Komplek Puspiptek Gd. 80, Tangsel email : [email protected]

ABSTRAK PENERAPAN GENERALIZED PREDICTIVE CONTROL UNTUK PENGENDALI LEVEL AIR PADA STEAM GENERATOR PWR. Dalam operasi pembangkit daya PLTN tipe PWR maka level air pada Steam Generator (SG) PLTN harus dipertahankan agar produksi uap berlangsung baik dan selamat. Pengendalian SG yang buruk berkontribusi pada banyaknya kejadian shutdown (trip) pada PLTN. Umumnya pada daya rendah yaitu dibawah 20 % nominal daya, maka level air pada SG tidak dapat di jaga sempurna terutama disebabkan adanya efek non minimum fase pada SG. Efek non minimum fase ini biasanya berupa timbulnya penggembungan volume air (swell) dan penyusutan (shrinking) pada SG. Oleh karenanya pada rendah biasanya digunakan pengendalian secara manual. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem pengendali otomatis level SG yang mampu mengurangi efek non minimum fase menggunakan kendali prediktif tipe Generalized Prediktif Control (GPC). Kelebihan utama GPC adalah kemampuannya untuk mengendalikan sistem yang tidak stabil, non-minimum fase, serta sistem dengan waktu tunda besar. Metodologi yang dipakai adalah membuat fungsi alih model dan mengujinya dengan program simulink. Selanjutnya membuat pengendali GPC secara numerik dengan program Matlab 8.0, menjalankan simulasi dan menganalisa hasilnya. Untuk membuat pengendali GPC terlebih dahulu model Laplace SG dirubah ke dalam model diskrit state space. Hasil uji dengan masukan fungsi undak naik dengan amplitudo 1 m pada detik ke 100 dan fungsi turun dari 4 m ke 1 m pada detik ke 300 menunjukkan kendali GPC dapat bekerja mengatasi error ofset dan non-minimum fase serta dapat memberikan respon kendali yang cepat. Demikian juga saat dilakukan uji dengan fungsi ramp yang menggambarkan permintaan kenaikan bertahap level air pada SG, pengendali GPC dapat bekerja dengan baik. Kata kunci : simulasi, prediktif GPC, pembangkit uap

ABSTRACT GENERALIZED PREDICTIVE CONTROL APPLICATION FOR WATER LEVEL CONTROL OF PWR STEAM GENERATOR. Water level in the steam generator (SG) of PWR must be maintained in order to take good vapor production and safe operation. Poor SG control contributes on the number of shutdown occurrences in nuclear power plants. Generally at low power below 20% of nominal power, the water level in the SG can not be maintained well due to non-minimum phase effects on SG. Non minimum phase effect is usually in the form of swelling and depreciation (shrinking) volume of water in SG. Therefore water level on low level is controlled manually. In this research, the SG level control system was developed which reduce the effect of non-minimum phase using predictive control typed Generalized Predictive Control (GPC). The main advantages of GPC is ability to control the unstable system, non-minimum phase system, and systems with long delay time. The methodology consist of development the transfer function models using Simulink program. Futhermore the research carried out the development of GPC controllers numerically with Matlab 8.0 program, the simulation and analysis the results of control. First, to builde GPC controllers SG models Laplace transformed into discrete state space models. From the result using step-up function input with amplitude of 1 m on 100s, and step-down function with amplitude of 4 m to 1m in 300s shows that GPC controller can work to

525

Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013

Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan

overcome the offset error and non-minimum phase and can provide rapid control response. Key words: simulation, predictive GPC, Steam Generator

digunakan pengendalian secara manual. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem pengendali otomatis yang dapat mengendalikan level air sekunder SG dengan baik dimana menggunakan pengendali prediktif tipe Generalized Prediktif Control (GPC). Metodologi yang dipakai adalah membuat pemodelan fungsi alih SG dan menguji modelnya dimana fungsi alih SG dalam bentuk Laplace dibuat menggunakan program Simulink. Selanjutnya membuat pengendali GPC secara numerik dengan program Matlab 8.0, dan menjalankan simulasi pengendalian tersebut serta menganalisa hasilnya. Untuk membuat pengendali GPC, model Laplace SG dirubah ke dalam model diskrit state space. Kemudian dilakukan pembuatan persamaan keluaran terukur, menghitung tracking error  (k ) dan meminimasi fungsi criteria (cost function) v(k), sehingga didapatkan sinyal kendali Δu(k). Pada pengendali GPC ini digunakan nilai prediction horizon sebesar 3 dengan pertimbangan bahwa dengan 3 langkah, kendali mampu menghitung keluaran kedepan sehingga “mendekati” masukan set point. Sedangkan control horizon sebesar 1 yang merupakan default untuk sistem yang tidak diketahui parameternya.

1. PENDAHULUAN Sesuai dengan amanat Peraturan Presiden No. 5 Tahun 2010 tentang Rencana Pembangunan Jangka Menengah Nasional, Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir (PTRKN) menetapkan RENSTRA 2010 –2014 dimana salah satu sasaran yang tertuang di dalam RENSTRA adalah hasil evaluasi sistem kendali terkait pada keselamatan reaktor PWR, dimana salah satu dari sistem pada PWR yang dipelajari adalah Steam Generator (SG) [1]. SG sebagai salah satu komponen penting dalam reaktor PWR digunakan untuk memindahkan panas dari pendingin primer ke pendingin sekunder yang menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin, kualitas uap yang dihasilkan berpengaruh terhadap keluaran daya listrik reaktor. Faktor yang mempengaruhi perubahan level air SG adalah debit air umpan, temperatur air umpan, temperatur air pendingin pada bagian sekunder serta debit dan tekanan uap yang dihasilkan. Karena debit uap utama tergantung dari beban listrik yang akan dihasilkan oleh generator maka debit air umpan (pendingin primer) harus diatur untuk mempertahankan level air pada pendingin sekunder pada posisi yang diinginkan meskipun terjadi perubahan permintaan beban. Dalam operasinya level air di SG harus dipertahankan untuk meyakinkan bahwa produksi uap berlangsung baik dan selamat. Jika level air terlalu rendah, maka pipa penukar panas tidak terendam air, mengakibatkan panas dari bagian primer tidak berpindah sempurna ke bagian sekunder sehingga bagian primer akan kelebihan panas dan mengakibatkan reaktor trip (padam). Sedangkan jika level air terlalu tinggi maka akan menyebabkan berlebihnya campuran air uap yang terbawa sehingga dapat merusak turbin[2]. Pengendalian level air pendingin sekunder pada SG PWR harus dijaga karena pengendalian SG yang buruk berkontribusi pada banyaknya kejadian shutdown (trip) pada PLTN. Dalam operasi PWR di seluruh dunia dilaporkan bahwa sekitar 25 persen emergency shutdown di sebabkan oleh pengendalian level air yang buruk [2]. Oleh karenanya pada daya rendah biasanya

2. TEORI 2.1 STEAM GENERATOR PWR Model SG merupakan fungsi orde dua dengan masukan berupa feedwater flow dan keluaran adalah level air. Konstanta yang berpengaruh dalam model adalah kapasitas massa (G1), riakan atau susutan air (G2), dan konstanta waktu peredaman ()[3]. Model yang dibuat dalam bentuk Laplace tersebut dan dijalankan dengan program Simulink, kemudian dijalankan untuk beberapa variasi parameter model SG. Didalam skema SG seperti ditunjukkan pada Gambar 1, aliran pendingin primer reaktor memasuki melalui pipa inlet yang berada di bawah SG, naik keatas dan turun kembali melalui pipa-pipa penukar panas yang berbentuk U. Pendingin primer kemudian memindahkan panas ke pendingin sekunder dan keluar melalui

526

Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir 2013 Graha Sanusi UNPAD - Bandung, 04 Juli 2013

Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan

pipa outlet yang terdapat dibawah. Air pendingin sekunder masuk ke SG melalui bagian atas downcomer, setelah menerima panas dari pendingin primer maka air akan mengalir naik. Setelah air mencapai temperatur saturasi akan mendidih dan mencapai kondisi 2 fase. Campuran dua fasa tersebut kemudian naik melalui separator/riser, dimana kemudian uap terpisah dari air dan selanjutnya uap dilewatkan melaui pengering supaya uap benar benar kering (99.5 % massa). Sedangkan air yang terpisah turun kembali ke downcomer.

sistem yang tidak stabil, non minimum phase, sistem yang berubah struktur modelnya serta sistem yang mempunyai waktu tunda besar[3]. Sistem kendali level air pada SG mengatur air pendingin primer agar level air pada sisi sekunder SG terjaga pada level tingkat referen selama masa operasi. 2.2 RESPON TRANSIEN STEAM GENERATOR Respon transien dari level air pada SG di pengaruhi oleh dinamika fluida dan temodinamika aliran dua fasa. Terkadang timbul karakteristik non minimum fase sistem yang disebut juga riak dan gelombang. Fenomena ini berlangsung beberapa detik dan terutama terjadi saat kenaikan pada daya rendah. Bila riakan tersebut terjadi cukup besar maka hal ini akan berpengaruh pada kestabilan sistem SG. Ketika aliran uap berkurang maka tekanan uap dalam kubah uap meningkat, menyebabkan gelembung uap di SG pecah. Hal ini yang menyebabkan timbulnya penyusutan/penurunan (shrinking) level air. pendingin sekunder. Padahal dalam pemodelan sistem penurunan aliran uap menyebabkan kenaikan massa air sekunder yang justru meningkatkan level air pendingin sekunder dalam SG. Demikian juga sebaliknya ketika aliran uap naik beberapa saat justru terjadi penggembungan volume air (swell). Penyusutan dan penggembungan air di SG dapat juga disebabkan oleh perubahan kecepatan aliran air umpan. Pada operasi daya rendah < 15 % dan selama masa start-up, data dari sensor tidak dapat diandalkan. Aktuator digunakan untuk menggerakkan katup buka tutup aliran air umpan utama dan juga pipa bypass untuk keselamatan. Sudut putaran derajat pembukaan katup diatur dengan data yang diperoleh dari hasil pengontrolan sistem, sedangkan katup bypass untuk keselamatan diatur juga dengan sistem keselamatan reaktor melalui gerbang gerbang logika.

Gambar 1. Skema steam generator PWR

Pengendalian level air pada SG PWR harus dijaga karena pengendalian SG yang buruk berkontribusi pada banyaknya kejadian shutdown (trip) pada PLTN. Shutdown seperti ini menyebabkan penurunan ketersediaan daya PLTN dalam jaringan listrik. Saat ini kendali Proporsional Integral dengan gain konstan secara umum digunakan di PLTN untuk pengendali SG pada daya operasi (daya tinggi). Sedangkan pada daya rendah yaitu dibawah 20 % nominal daya, maka level air pada SG tidak dapat di jaga sempurna dengan pengendali PI. Hal ini terutama disebabkan oleh adanya efek non minimum fase yang biasanya timbul pada saat daya rendah, sehingga operator PLTN biasanya mengendalikan SG pada daya rendah dengan cara manual. Oleh karena perlu dibuat sistem pengendali SG pada reaktor PWR yang mampu mengurangi efek non minimum fase, salah satunya menggunakan kendali prediktif. Pada penelitian ini dilakukan simulasi pengendalian dengan prediktif tipe Generalized Prediktif Control (GPC). Kelebihan utama GPC adalah kemampuannya untuk mengendalikan

2.3 KENDALI GENERALIZED PREDICTIVE CONTROL Kendali Generalized Predictive Control GPC merupakan salah satu teknik kendali prediktif yang banyak dipakai dalam industri. Kendali prediktif lain seperti Dynamic Matrix Control (DMC), Model Algorithmic Control (MAC). Metode DMC dan MAC menggunakan model non-parametric karena berbasiskan pada

527



Besar tracking error adalah

respon model terhadap masukan step atau impuls[3]. Sedang GPC menggunakan model parametrik yaitu dengan menggunakan model proses yang direpresentasikan ke dalam bentuk fungsi alih yang menyatakan letak pole dan zero dari model.

 (k )  (k )   (k )  u (k  1) Dengan nilai matriks  A   :     A Hu    C z . Hu 1  A   :   Hp   A 

2.4 KONSEP DASAR GENERALIZED PREDICTIVE CONTROL Untuk menerapkan kendali GPC pada sebuah sistem, maka model sistem direpresentasikan dalam bentuk state space dengan asumsi model linier dan dalam bentuk diskrit seperti berikut [4]:

 B   :   H u 1    Ai B   i 0    C z . H u i   A B   i 0   :   H p 1 i  A B    i 0 

 B  AB  B   :  H u 1 i A B   C z . Hi 0  u i  A B  i 0  H p 1:  Ai B   i 0

... ...

0 0

    ... :  : B    : AB  B   : :  H p  Hu ...  A i B   i0

(6) Penurunan sinyal kendali u(k) sebagai berikut:

x( k  1)  Ax(k )  Bu (k )

U (k )  ( T Q  R) 1  T Q (k )

(1)

y (k )  C y x (k )

(5)

(7)

z ( k )  C z x( k ) 3 Dimana x adalah vektor variabel keadaan, dan u adalah vector input , y adalah keluaran terprediksi, z adalah keluaran terukur, yang dalam prakteknya y = z. Penurunan sinyal kendali ΔU(k) dilakukan dengan meminimasi fungsi criteria (cost function) v(k). Hp

V(k) 

Hu 1

^

2 Q(i)

|| z(k  i | k)  r(k  i) ||

i  Hw

3.1

i 0

(2)

V(k) || Z(k)  (k) ||2Q  || U(k) ||2R

^   z (k  H w | k )   Z (k )   .  . ^   z (k  H p | k )   

^   r ( k  H w | k )   (k )   .  . ^   r (k  H p | k )   

0 .. 0  Q(Hw)  0 Q ( H  1 ) .. 0  w Q   : : :    0 .. Q(Hp )  0

0  R(0) 0 ..  0 R(1) .. 0  R  : : :    0 .. Q(Hu 1)  0

(3) dimana: Z(k) Γ(k) Q,R Hp Hu Hw

: : : : : :

keluaran terprediksi dan terukur masukan referensi matriks pembobot prediction horizon control horizon window parameter

Banyak desain kendali dilakukan dengan cara linearisasi pada daerah kerja sehingga pada daerah tesebut dapat dilakukan pengendalian konvensional seperti PI. Bagaimanapun penurunan model terlalu kompleks untuk pembuat pengendali. Oleh karena itu pada penelitian ini digunakan model yang di presentasikan Irving[6] yang dibuat dengan

Persamaan keluaran terukur adalah

Z ( k )   ( k )  u ( k  1)  U ( k )

PENERAPAN PENGENDALI GPC PADA STEAM GENERATOR.

Untuk membuat pengendali dalam suatu sistem maka diperlukan model yang terinci yang sebisa mungkin sesuai dengan sistem yang akan dikendalikan. Model yang detil untuk SG biasanya dibuat berdasarkan persamaan kesemtimbangan massa, momentum dan energi menggunakan prinsip-prinsip termodinamika. Kesulitan dalam mendesain sistem kendali level yang efektif untuk SG adalah 1. Dinamika sisem SG adalah sangat non linier hal ini ditunjukkan dengan fakta bahwa inearisasi model sisem menghasilkan banyak variasi dengan daya operasi[5]. 2. SG menunjukkan kelakuan inverse atau sinyal balik yang kuat terutama pada daya rendah , hal ini sering sebut sebagai efek swell dan shrink[6]. 3. Pada daya rendah sensor dari flow tidak akurat menyebabkan kendali umpan balik tidak berfungsi baik.

^

  || u(k  i | k) ||2 R(i)

METODOLOGI

(4)

528



fungsi Laplace berikut ini: Y s  

dalam bentuk state space berikut: 1.9790  0.97967 A  0  1  C   0.1390 0.1402

G1 G2 G3 s U s   U s   2 U s  s 1 2s s  2 11   1 2  4 2T  2

dimana: Y = output (level air); U = control input (feedwater flowrate); s = variabel Laplace G1 = kapasitas massa G2 = magnitude fenomena swell dan shrink T = periode osilasi mekanik  = konstanta waktu peredaman

(11) Sedangkan periode sampling yang digunakan dalam perhitungan adalah 1 detik. Alur program dalam menerapkan kendali prediktif GPC pada SG adalah sebagai berikut: 1. Menggunakan sample k dan menetapkan daerah kerja operasi SG (tingkat daya) seperti kebutuhan banyaknya uap yang diperlukan. 2. Berdasar titik kerja tersebut maka dibuatlah model Linear time invariant yang cocok, bisa juga digunakan model terdahulu yang telah ada. 3. Menyelesaikan optimasi GPC menggunakan model LTI sebagai prediksi. 4. Hasil dari u(k) prediksi diterapkan kedalam sistem 5. Mendapatkan hasil perhitungan baru y(k) dan mengestimasi state plant dengan model yang sama. 6. Mengulangi langkah yang sama untuk k= k+1.

Suku ke-tiga pada persamaan diatas memberikan efek yang kecil pada besarnya perubahan level air oleh karenanya dapat diabaikan, maka model orde tiga dapat di dekati dengan model orde dua sebagai berikut: G G2 (9) Y s   1 U s   U s  s 1 2s Parameter SG yang digunakan untuk membuat model SG didapatkan dari eksperimen yang dilakukan oleh Wen Tan di diberikan dalam tabel 1[4]. Tabel 1. Parameter model SG untuk daya 5 %, 30 % dan 100 % [4].

Parameter SG G1 G2 G3 1 2 T

Persen Daya 5 0,058 9,63 0,181 41,9 48,4 119,6

3.2 PEMBUATAN PREDIKTIF GPC

30 0,058 1,83 0,31 43,4 4,5 17,7

100 0,058 0,47 0,105 28,6 3,4 11,7

Gambar 2. Blok diagram kendali GPC pada SG PWR

4.

 0,139 z  0,1402 u t  z  1,979 z  0,09796 2

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 RESPON FUNGSI UNDAK SISTEM

PENGENDALI

PADA

Untuk mendapatkan respon SG terhadap input fungsi undak kalang terbuka maka dibuat program simulasi model SG dengan menggunakan simulink seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Model kemudian dijalankan dengan masukan berupa fungsi undak dengan amplitudo 1 m pada detik ke -100 untuk beberapa operasi level daya seperti ditunjukan pada Gambar 4. Untuk level daya 5%, saat SG diberi masukan berupa berupa sinyal undak dengan

Untuk membuat pengendali prediktif GPC maka fungsi alih Laplace dirubah menjadi diskrit sebagai berikut:

y t  

(8)

1 B  0 D  [ 0]

(10)

Model yang digunakan untuk membuat sintesa pengendali GPC adalah model state space, maka fungsi alih SG direpresentasikan

529



amplitudo sebesar 1 maka sistem mulanya berespon negatif sebesar -3 m sebentar, baru kemudian sistem berbalik kearah positif sesuai masukan input. Sistem mencapai kondisi steady state pada amplitudo 11.6 setelah menempuh 800 detik, untuk operasi 30 % level daya maka sistem mempunyai non minimum fase 1 m, error offset 10 m, dan delay time 700 detik. Demikian juga operasi daya 100 % maka model SG menunjukkan sistem akan mencapai kondisi stabil setelah 700 detik, error offset 10 m, tanpa terjadi non minimum fase.

4.2 HASIL PENGENDALI PREDIKTIF GPC PADA STEAM GENERATOR Simulasi pengendali GPC dilakukan terhadap sistem dengan penulisan progam terstruktur secara numerik menggunakan kompiler Matlab 8.0. Hasil pengendalian masukan step dengan amplitudo 1 m ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 3. Model SG untuk level daya 5 %, 30 % dan 100 %.

Gambar 5. (a). Nilai sinyal kendali prediktif untuk masukan fungsi undak naik. (b). Hasil uji kendali dengan prediktif untuk fungsi undak naik.

Mula mula posisi level air SG berada pada 0 m kemudian diberikan masukan berupa fungsi undak sebesar 1 m pada detik ke-100. Sinyal kendali katup air umpan yang bekerja adalah sebesar 5 yaitu pada detik ke 90 dan berbalik ke amplitudo 0.8 pada detik ke 130 yang berakibat level air mencapai kondisi steady state. Didapatkan bahwa output sistem setelah dikendalikan mempunyai overshoot sebesar 2 persen, rise time, tr sebesar 40 detik, dan settling time, ts sebesar 80 detik. Ciri dari kendali prediktif terlihat dari respon keluaran yang sudah berjalan naik sekian detik sebelum fungsi undak Uji kendali berikutnya adalah dengan memberikan masukan berupa fungsi turun untuk permintaan level air 4 m menuju 1 m pada detik ke 300 seperti ditunjukkan pada Gambar 6b, mula-mula level air di SG berada pada posisi 4 m, berlangsung steady state selama 300 detik, dimana aksi kendali (posisi katup feedwater flow) juga berada pada posisi steady state di -1 seperti ditunjukkan Gambar 6a.

Gambar 4. Step Respon open loop fungsi alih SG untuk level daya 5%, 30 % dan 100 %

Efek non-minimum fase mengakibatkan mulanya respon sistem berlawanan arah terhadap masukan baru kemudian respon berbalik arah menuju arah yang sesuai input. Efek non minimum fase dapat dilihat pada koordinat s-plane fungsi alih sistem karena adanya zero yang berada di sebelah kanan koordinat s-plane.

530



posisi 1 posisi katup otomatis flowrate berada di tengah, ketika diakukan permintaan kenaikan level air dilakukan pada detik ke-200 maka output level air bergerak secara bertahap ke posisi 5 m, selama 170 detik (Gambar b). Demikian juga sinyal kendali berubah menjadi juga berubah bertahap hingga posisi 5 selama 170 detik mengikuti fungsi masukan berupa fungsi ramp. Dari gambar menunjukkan bahwa pengendali prediktif GPC mampu mengikuti perubahan permintaan level air pendingin sekunder.

Gambar 6(a). Nilai sinyal kendali prediktif untuk masukan fungsi undak turun. (b).Hasil uji kendali dengan prediktif

Kemudian input berubah menjadi 1 m, maka respon level air pada SG juga mengikuti ke arah 1 m seperti ditunjukkan Gambar 6b. Hanya pada output terdapat overshoot pada sebesar 2 persen. Sinyal kendali untuk posisi level air 4 m adalah -1 kemudian ketika ada permintaan posisi level air maka sinyal kendali berupa cepat 4 dan berbalik lagi ke posisi 0 setelah level air mencapai kondisi yang di capai. Tanda minus menggambarkan posisi katup air umpan pada posisi agak menutup atau mengecilkan aliran air umpan. Tanda positif menunjukkan katup memberikan bukaan untuk melewatkan lebih banyak air umpan. Sedangkan tanda nol adalah posisi katup berada ditengah. Uji kendali memberikan hasil yang baik dimana respon level air dapat mengikuti permintaan (input). Selanjutnya dilakukan uji pengendalian level air SG untuk masukan fungsi ramp naik. Masukan ramp berupa garis dengan gradien tertentu menggambarkan perlakuan permintaan kenaikan level air pada SG dengan kenaikan bertahap. Kendali predikitf yang menunjukkan permintaan level air dari posisi 2 m ke 5 m dengan fungsi ramp di ditunjukkan pada Gambar 7. Terlihat pada gambar mula-mula level air SG berada pada posisi steady state pada 2 m selama 200 detik, ditunjukkan juga dengan posisi sinyal kendali juga tetap pada

Gambar 7 (a). Nilai sinyal kendali prediktif untuk masukan fungsi ramp. (b). Hasil uji kendali dengan prediktif untuk masukan fungsi ramp.

5.

KESIMPULAN

Telah dikembangkan kendali otomatis level air pada SG menggunakan prediktif GPC. Fungsi alih SG dimodelkan dalam state space berupa model orde 2. Selanjutnya dibuat pengendali GPC dengan menggunakan nilai prediktion horizon sebesar 3 dan kontrol horizon sebesar 1. Model diuji dengan diberi masukan berupa fungsi undak naik dengan amplitudo 1 m pada dan fungsi turun untuk dari 4 m ke 1 m. Hasil pengujian menunjukkan bahwa bahwa pengendali prediktif metode GPC dapat bekerja baik dengan mengatasi error ofset dan nonminimum fase serta dapat memberikan respon kendali yang cepat. Demikian juga saat dilakukan uji masukan fungsi ramp yang menggambarkan permintaan kenaikan level air pada SG dengan kenaikan bertahap, pengendali GPC dapat bekerja dengan baik.

531


6.

DAFTAR PUSTAKA

1.

Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006, Tentang Kebijakan Energi Nasional

2.

3.


Z. Dong, J. Feng, and X. Huang, “WaterLevel Control for the U-Tube Steam Generator of Nuclear Power Plants Based on Output Feedback Dissipation”, IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, VOL. 56, NO. 3, , pp. 1600– 1612, JUNE 2009 Subiantoro, Aries, “Diktat Kuliah Sistem Kendali Adaptif”, Control System Research Group Jurusan Elektro FTUI, 2002

532

4.

T. Wen, “Water level control for a nuclear Steam Generator”, Nuclear Engineering and Design 241, pp. 1873–1880, 2011

5.

Z. Dong, X Huang, “Water-Level Control for the U-Tube Steam Generator of Nuclear Power Plants Based on Output Feedback Dissipation”, IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, VOL. 56, NO. 3, JUNE 2009, pp. 1600-1612

6.

Irving, E., Miossec, C., Tassart, J., 1980. “Towards efficient full automatic operation of the PWR steam generator with water level adaptive control.” In: Proc. 2nd Int.Conf. Boiler and Control in Nuclear Power Stations ,. British Nuclear Energy Society, Bournemouth, pp. 309–329.

PENERAPAN GENERALIZED PREDICTIVE CONTROL UNTUK PENGENDALI LEVEL AIR PADA STEAM GENERATOR PWR

Recommend Documents