Kontrol cascade adalah salah satu struktur kontrol kompleks yang populer di pengendalian proses di industri. Sistem ini diimplementasikan untuk mengatasi permasalahan gangguan terhadap variabel proses dari sistem yang terkendali. Penggunaan sensor tambahan memungkinkan untuk memisahkan dinamika proses yang cepat dan lambat di konfigurasi nested loop. Tiap loop diasosiasikan dengan masing-masing pengendali PID yang bersangkutan. Pengendali pada loop dalam disebut sebagai pengendali sekunder sedangkan yang loop luar disebut pengendali primer dari variabel proses yang dikendalikan.

Gambar 1. Diagram blok pengendali cascade⁽¹⁾

Pengendali primer pada gambar di atas diwakili blok C₁(s) sedangkan pengendali sekunder diwakili oleh blok C₂(s). Proses-proses yang dikendalikan oleh tiap pengendali adalah G₁(s) sebagai loop primer dan G₂(s) sebagai loop sekunder. Dan gangguan bisa muncul di titik d₁ atau d₂. Logika dibalik konfigurasi ini adalah dinamika proses yang cepat pada loop dalam akan memberikan pelemahan yang cepat terhadap gangguan di titik d₂ dan meminimalkan efek gangguan itu sebelum mempengaruhi keluaran loop primer.

Logika tersebut menjadi landasan untuk desain pengendali sekunder harus sebagai regulator dengan dinamika proses secepat mungkin untuk mengeliminasi gangguan d₂. Selain itu kemampuan tracking juga diperlukan untuk pengendali sekunder. Gangguan di titik d1 yang tidak terukur oleh loop sekunder akan terukur dan harus dieliminasi oleh loop primer. Untuk itu diperlukan variabel set point yang akan ditindaklanjuti oleh pengendali sekunder. Oleh karena itu fungsi servo dan regulator diperlukan pada sistem ini, khususnya pada loop sekunder.
Sumber :
(1) Orlando Arrieta, Ramon Vilanova, Pedro Balaguer, “Procedure for Cascade Control Systems Design: Choice of Suitable PID Tunings”