Desain Pengendali dan Simulasi Sistem Pengendali Suhu pada Stirred Tank Heater Mengguanakan Linear Quadratic Gaussian (LQG) - PID

Pengendalian suhu pada sistem Stirred Tank Heater (STH) sering terganggu oleh noise dan ketidakpastian parameter termal, seperti variasi kapasitansi dan resistansi panas, yang menyebabkan penurunan performa dan munculnya steady-state error. Pengendali Linear Quadratic Gaussian (LQG) mampu memberikan respon yang stabil dan tahan terhadap noise melalui kombinasi Linear Quadratic Regulator (LQR) dan Kalman Filter, namun masih menyisakan kesalahan keadaan tunak. Penelitian ini mengusulkan pengendali gabungan Linear Quadratic Gaussian–Proportional Integral Derivative (LQG–PID) untuk meningkatkan performa pengendalian suhu pada sistem STH. Pengujian dilakukan melalui simulasi MATLAB dengan variasi setpoint suhu 30 °C dan 90 °C serta gangguan noise proses dan pengukuran. Pada setpoint 30 °C, pengendali LQG–PID mampu mencapai setpoint lebih cepat dengan nilai rise time 2,2 menit, settling time 4,17 menit, time delay 0,35 menit, serta steady-state error mendekati nol. Pada setpoint 90 °C, sistem menunjukkan respon yang stabil tanpa overshoot (0%) dengan rise time 2,27 menit, settling time 6,58 menit, dan time delay 0,8 menit. Hasil simulasi menunjukkan bahwa Kalman Filter efektif mereduksi noise, sehingga respon sistem menjadi lebih halus dan stabil. Dengan demikian, pengendali LQG–PID terbukti efektif dan robust dalam meningkatkan performa pengendalian suhu pada sistem STH pada berbagai variasi setpoint. Kata kunci : Stirred Tank Heater (STH), Pengendali Optimal, Linear Quadratic Gaussian (LQG), Kalman Filter, PID, Simulasi.