1

DIAGRAM BLOK SISTEM

Dosen : Nurlita Gamayanti, ST

PENGANTAR

Suatu sistem pengaturan dapat terdiri dari beberapa komponen. Untuk menunjukkan fungsi

yang dilakukan oleh tiap komponen, dalam teknik pengaturan, biasanya kita menggunakan

suatu diagram yang disebut diagram blok

DIAGRAM BLOK SISTEM

Diagram blok suatu sistem adalah suatu penyajian bergambar dari fungsi yang

dilakukan oleh tiap komponen dan aliran sinyalnya. Dalam suatu diagram blok, semua

variabel sistem saling dihubungkan dengan menggunakan blok fungsional. Diagram blok

mengandung informasi perilaku dinamik tetapi tidak mengandung informasi mengenai

konstruksi fisik dari sistem. Oleh karena itu, beberapa sistem yang berbeda dan tidak

mempunyai relasi satu sama lain dapat dinyatakan dalam diagram blok yang sama.

Diagram blok suatu sistem adalah tidak unik. Suatu sistem dapat digambarkan dengan

diagram blok yang berbeda bergantung pada titik pandang analisis.

Digram blok suatu sistem dapat terdiri dari komponen – komponen berikut ini :

1. Blok fungsional

Blok fungsional atau biasa disebut blok memuat fungsi alih komponen, yang dihubungkan

dengan anak panah untuk menunjukkan arah aliran sinyal. Berlaku hubungan :

( )( ) ( )sGsAsB

=

Anak panah yang menuju ke blok menunjukkan masukan dan anak panah yang

meninggalkan blok menyatakan keluaran.

Fungsi alih

G(s)

B(s) A(s)

2

2. Titik penjumlahan

Lingkaran dengan tanda silang menunjukkan simbol operasi penjumlahan. Tanda plus atau

minus pada setiap kepala panah menunjukkan apakah sinyal ditambahkan atau

dikurangkan. Sinyal yang ditambahkan atau dikurangkan harus mempunyai dimensi dan

satuan yang sama

3. Titik cabang

Titik cabang adalah suatu titik dengan sinyal dari blok pergi ke blok yang lain atau titik

penjumlahan

Diagram Blok Sistem Loop Tertutup

Fungsi alih loop terbuka atau open loop transfer function (OLTF) dari sistem loop tertutup

pada gambar (1) adalah rasio antara sinyal umpan balik B(s) terhadap sinyal kesalahan yang

timbul E(s), karena itu

+ - A

B

A-B

A A

A titik cabang

+ -

G(s)

H(s)

R(s) C(s) E(s)

B(s)

Gambar (1). Diagram blok system loop tertutup

3

( )( ) ( ) ( )sHsGsEsBterbukaloopalihFungsi ==

Fungsi alih umpan maju atau feedforward transfer function dari sistem loop tertutup pada

gambar (1) adalah rasio antara keluaran C(s) terhadap sinyal kesalahan yang timbul E(s),

karena itu

( )( ) ( )sGsEsCmajuumpanalihFungsi ==

Fungsi alih umpan balik atau feedback transfer function dari sistem loop tertutup pada

gambar (1) adalah rasio antara sinyal umpan balik B(s) terhadap keluaran C(s), karena itu

( )( ) ( )sHsCsBbalikumpanalihFungsi ==

Jika fungsi alih umpan balik H(s) = 1 maka fungsi alih loop terbuka sama dengan fungsi

alih umpan maju

Fungsi alih loop tertutup atau closed loop transfer function (CLTF) dari sistem loop

tertutup pada gambar (1) adalah rasio antara keluaran C(s) terhadap masukan R(s) . Dimana

( ) ( ) ( )sEsGsC =

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )sCsHsRsBsRsE −=−=

Dengan eliminasi E(s) dari persamaan tersebut memberikan

( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ]sCsHsRsGsC −=

Sehingga fungsi alih loop tertutupnya adalah

( )( )

( )( ) ( )sHsG

sGsRsC

+=

1

4

Diagram Blok Sistem Loop Tertutup dengan Gangguan

Bila dua masukan (masukan acuan R(s) dan gangguan D(s)) ada dalam sistem, tiap-tiap

masukan dapat dihilangkan satu sama lain secara bebas, dan hubungan keluaran tiap-tiap

masukan dapat ditambahkan untuk menghasilkan keluaran lengkap.

Anggap sistem mula-mula diam dengan kesalahan nol, sehingga respon CN(s) sistem

terhadap gangguan saja dapat diperoleh dari :

)()()(1

)()()(

21

2sHsGsG

sGsNsCN

+=

Bila gangguan dianggap tak ada, maka respon CR(s) sistem terhadap masukan acuan dapat

diperoleh dari :

)()()(1

)()()()(

21

21

sHsGsGsGsG

sRsCR

+=

Respon total sistem terhadap masukan acuan dan gangguan dapat diperoleh dengan

menambahkan masing-masing respon. Yaitu

)()()( sCsCsC RN +=

( ) [ ])()()()()()(1

)(1

21

2 sNsRsGsHsGsG

sGsC +

+=

+ -

G1(s)

H(s)

R(s) C(s) +

+

G2(s)

Gangguan

N(s)

Gambar (2). Diagram blok sistem loop tertutup dengan gangguan

5

Prosedur Menggambar Diagram Blok Sistem

Langkah – langkah untuk menggambar diagram blok suatu sistem adalah sebagai berikut :

1. Tulis persamaan dinamis setiap komponen sistem.

2. Nyatakan persamaan dinamis setiap komponen tersebut dalam bentuk transformasi

Laplacenya dengan asumsi kondisi mula-mula = 0.

3. Gambarkan masing-masing komponen dalam bentuk blok-blok fungsional.

4. Gabungkan blok-blok fungsional masing–masing komponen tersebut sehingga

membentuk diagram blok total sistem dengan memperhatikan aliran sinyalnya

Contoh :

Gambarkan diagram blok dari rangkaian RC seri berikut ini :

Penyelesaian :

1. Persamaan dinamis masing-masing komponen :

Persamaan dinamis untuk resistor R adalah :

Rteteti oi )()()( −

=

Persamaan dinamis untuk kapasitor C adalah :

C

dttiteo

∫=)(

)(

2. Bentuk transformasi Laplacenya :

R

sEsEsI oi )()()(

−=

Cs

sIsEo)()( =

O oI i

R

CE e E eE i

6

3. Blok fungsional masing-masing komponen

4. Diagram blok sistem

RINGKASAN

1. Diagram blok merupakan interkoneksi antar beberapa blok fungsional sehingga

membentuk sistem loop tertutup atau sistem loop terbuka

2. Diagram blok dari suatu sistem pada umumnya terdiri dari blok fungsional, titik

penjumlahan, dan titik cabang

3. Diagram blok dari suatu sistem merupakan gabungan dari blok-blok fungsional masing-

masing komponen sistem dengan memperhatikan aliran sinyalnya

LATIHAN

1. Perhatikan sistem rangkaian RLC seri berikut. vi(t) adalah tegangan sumber yang

merupakan masukan sistem dan vo(t) adalah tegangan kapasitor C yang merupakan

keluaran sistem. Gambarkan diagram blok rangkaian RLC seri berikut

Eo(s) I(s) Cs1

Ei(s)

Eo(s)

I(s) + - R1

Ei(s) Eo(s) + - R1

Cs1

L R

i(t) C vi(t) vo(t)