scholarly journals SIR-PID: A Proportional–Integral–Derivative Controller for COVID-19 Outbreak Containment

Physics ◽  
2021 ◽  
Vol 3 (3) ◽  
pp. 459-472
Author(s):  
Aldo Ianni ◽  
Nicola Rossi

Ongoing social restrictions, including social distancing and lockdown, adopted by many countries to inhibit spread of the the COVID-19 epidemic, must attempt to find a trade-off between induced economic damage, healthcare system collapse, and the costs in terms of human lives. Applying and removing restrictions on a system with a given latency as represented by an epidemic outbreak (and formally comparable with mechanical inertia), may create critical instabilities, overshoots, and strong oscillations in the number of infected people around the desirable set-point, defined in a practical way as the maximum number of hospitalizations acceptable by a given healthcare system. A good understanding of the system reaction to any change of the input control variable can be reasonably achieved using a proportional–integral–derivative controller (PID), which is a widely used technique in various physics and technological applications. In this paper, this control theory to is proposed to be applied epidemiology, to understand the reaction of COVID-19 propagation to social restrictions and to reduce epidemic damages through the correct tuning of the containment policy. Regarding the synthesis of this interdisciplinary approach, the extended to the susceptible–infectious–recovered (SIR) model name “SIR-PID” is suggested.

2020 ◽  
Author(s):  
Aldo Ianni ◽  
Nicola Rossi

AbstractOngoing social restrictions, as distancing and lockdown, adopted by many countries for contrasting the COVID-19 epidemic spread, try to find a trade-off between induced economic crisis, healthcare system collapse and costs in terms of human lives. Applying and removing restrictions on a system with uncontrollable inertia, as represented by an epidemic outbreak, may create critical instabilities, overshoots and strong oscillations of infected people around the desirable set-point, defined as the maximum number of hospitalizations acceptable by a given healthcare system. A good understanding of the system reaction to a change of the input control variable can be reasonably achieved using a proportional-integral-derivative controller, widely used in technological applications. In this paper we make use of this basic control theory for understanding the reaction of COVID-19 propagation to social restrictions and for exploiting a very known technology to reduce the epidemic damages through the correct tuning of the containment policy.


2018 ◽  
Vol 14 (1) ◽  
pp. 1-11
Author(s):  
Galih Irfan Firdaus

Roket merupakan sebuah peluru kendali atau suatu kendaraan terbang yang mendapatkan dorongan melalui reaksi roket secara cepat dengan bahan fluida dari keluaran mesin roket. Sistem Kendali Sirip Roket berbasis Mikrokontroller ATmega8 berguna untuk mengendalikan sirip roket khususnya bagian aileron.  Dibutuhkan komponen – komponen pendukung berupa Sensor Accelerometer, Sensor Gyroscope, ATmega8 dan Motor Servo. Alat pengendali sirip roket ini dapat digunakan untuk mengendalikan sirip roket bagian aileron pada saat posisi roket tidak stabil atau terjadi gerakan naik turun pada saat setelah diluncurkan, sehingga dapat menghasilkan penerbangan yang maksimal dalam mencapai sasaran.Perancangan yang  digunakan adalah jenis pengendalian dengan kontrol PID. PID (Proportional Integral Derivative controller) merupakan kontroller untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut. Pengontrol PID adalah pengontrol konvensional yang banyak dipakai dalam dunia industri. Karakteristik pengontrol PID sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D. Pemilihan konstanta Kp, Ki dan Kd akan mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Dalam perancangan sebuah sistem kendali menggunakan kontroller PID pada motor servo yang diharapkan mampu menggerakkan sirip naik dan sirip turun pada roket sehingga mampu menjaga kestabilan roket saat diluncurkan. Prosentase error pada proyek akhir ini adalah 0,5 %.Roket merupakan sebuah peluru kendali atau suatu kendaraan terbang yang mendapatkan dorongan melalui reaksi roket secara cepat dengan bahan fluida dari keluaran mesin roket. Sistem Kendali Sirip Roket berbasis Mikrokontroller ATmega8 berguna untuk mengendalikan sirip roket khususnya bagian aileron.  Dibutuhkan komponen – komponen pendukung berupa Sensor Accelerometer, Sensor Gyroscope, ATmega8 dan Motor Servo. Alat pengendali sirip roket ini dapat digunakan untuk mengendalikan sirip roket bagian aileron pada saat posisi roket tidak stabil atau terjadi gerakan naik turun pada saat setelah diluncurkan, sehingga dapat menghasilkan penerbangan yang maksimal dalam mencapai sasaran.Perancangan yang  digunakan adalah jenis pengendalian dengan kontrol PID. PID (Proportional Integral Derivative controller) merupakan kontroller untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut. Pengontrol PID adalah pengontrol konvensional yang banyak dipakai dalam dunia industri. Karakteristik pengontrol PID sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D. Pemilihan konstanta Kp, Ki dan Kd akan mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Dalam perancangan sebuah sistem kendali menggunakan kontroller PID pada motor servo yang diharapkan mampu menggerakkan sirip naik dan sirip turun pada roket sehingga mampu menjaga kestabilan roket saat diluncurkan. Prosentase error pada proyek akhir ini adalah 0,5 %.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document