Semakin kompleksnya sebuah sistem kelistrikan menyebabkan permasalahan yang muncul menjadi semakin kompleks. Salah satu isu yang penting untuk dilakukan kajian adalah terkait kestabilan sistem, khususnya kestabilan sinyal kecil. Power System Stabilizer merupakan komponen dari sistem eksitasi pembangkit yang dapat memberikan solusi dari permasalahan kestabilan sinyal kecil jika dilakukan pengaturan yang tepat. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan observasi parameter Power System Stabilizer untuk meningkatkan kestabilan sinyal kecil pada sistem IEEE 39 Bus. Power System Stabilizer dapat meningkatkan batas kestabilan sistem dengan melakukan redaman pada osilasi untuk rentang frekuensi 0.2-2.5 Hz. Dalam penentuan pembangkit yang memerlukan pemasangan Power System Stabilizer dilakukan pemodelan generator menggunakan model Heffron–Phillips dimana dalam menentukan generator yang perlu dipasang PSS digunakan perhitungan fakor partisipasi. Penentuan parameter PSS mejadi krusial dimana, dengan menganalisa batas-batas kestabilan dan proses iterasi nilai faktor penguatan, konstanta waktu, dan washout filter dapat ditentukan. Berdasarkan analisis modal didapatkan bahwa G10 memiliki partisipasi tinggi dalam moda yang tidak stabil sehingga diputuskan perlu dilakukan pemasangan PSS pada generator tersebut. Setelah dilakukan pemasangan PSS didapatkan faktor redaman yang dihasilkan oleh pemasangan PSS masih kurang dari 5%. Melalui penggunaan metoda Heffron–Phillips diperlukan adanya langkah tambahan optimasi tambahan sehingga penentuan parameter PSS dapat memberikan hasil yang lebih baik.