Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) merupakan salah satu industri pembangkitan yang produknya langsung digunakan oleh konsumen secara real time. Dalam menjaga produksi listrik pada suatu PLTU, terdapat berbagai upaya yang dapat dilakukan, seperti evaluasi performansi dari tiap unit operasi, manajemen pemeliharaan, dan penggunaan strategi pengendalian yang tepat. Pada PLTU, terdapat beberapa strategi pengendalian yang sering digunakan, yakni boiler follow control (BFC), turbine follow control (TFC), dan coordinated control (CC). Strategi pengendalian tersebut digunakan untuk menjaga kehandalan sistem, mengingat desain sistem PLTU yang tergolong kompleks terutama pada unit operasi boiler dan turbine. Untuk mengetahui performa strategi pengendalian tersebut, dapat dilakukan dengan pemodelan sistem dan analisis respon dinamis. Pada penelitian yang telah dilakukan, pemodelan dan analisis respon dipadukan dengan penggunaan metode tuning PI/PID yang tepat. Hal tersebut bertujuan untuk mengetahui jenis strategi pengendalian yang tepat pada plant. Dalam menerapkan pemodelan desain sistem pengendalian PLTU perlu dilakukan strategi pengendalian berbasis plant sebenarnya dapat dilakukan dengan menggunakan metode pengendalian direct synthesis (DS) dan internal model control berbasis PID (IMC-PID). Hasil penelitian memberikan hasil performa bahwa kedua metode DS dan IMC-PID mampu digunakan untuk tuning pengendalian pada strategi BFC, TFC dan CC. Dari tiga strategi pengendalian yang dimodelkan, strategi CC dapat dikatakan sebagai strategi yang tepat dengan tuning DS dalam menghadapi perubahan set point ±5% dengan nilai IAE 92.108,8 dan 89.967,4, serta perubahan disturbance ±5% dengan nilai IAE 30.050,6 da 24.955,5.