kuliah1

Pendahuluan

Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1

Sistem Kontrol

Sensor

variabel Pengukuran variabel

Plant/Sistem

Input Variabel

Komponen-komponen sistem kendali

Contoh: pedal gas sepeda motor

pemanggang roti (toaster)

Sistem di atas adalah open loop control system


Ilustrasi


Example of control system: elevator/lift di gedung bertingkat

Sistem Kontrol Jerat Terbuka

dan Jerat Tertutup


Open loop

Closed loop

Ilustrasi


Sistem pendaratan pesawat terbang

Mekanisme

aileron

Badan

Pesawat

sensor

compensatorPosisi yg

diinginkanPosisi lateral+

-

pesawatpilot

Fungsi Sistem Kontrol

• Power amplification

• Remote Control

• Convenience input form

• Compensation for disturbance


Analisa dan Perancangan

Sistem Kontrol

• Analisa : menentukan apakah suatu sistemkontrol memenuhi kriteria yang diinginkan

• Perancangan : membuat suatu sistem kontrolyang memenuhi kriteria yang diinginkan

Kriteria unjuk kerja (performance yg diinginkan):

• Respons transien

• Respons tunak (steady state)

• Stabilitas


Respons transien : Ilustrasi


Unjuk kerja lift

Jika respons transien terlalu lambat, maka orang yg naik tidak sabar

Jika respons transien terlalu cepat, maka orang yang naik tidak nyaman

Masalah lain, jika terlalu cepat, bisa menyebabkan kerusakan permanen

struktur lift

Respons tunak: Ilustrasi


Lift harus berhenti tepat di lantai yg dituju

Stabilitas : Ilustrasi


Selain memenuhi kriteria respons transien dan respons tunak, sistem

kontrol harus stabil

Contoh: rolling dari pesawat terbang

stable

unstable

Tahap-tahap perancangan

sistem kontrol


1. Tentukan sistem fisik dan kriteria sistem kontrol yang diinginkan

gambarkan sistem fisik dari sistem dan tentukan kriteria sistem kontrol

yang diinginkan meliputi respons transien, respons tunak dan stabilitas

2. Buat diagram blok fungsional sistem

gambarkan diagram blok yang meliputi interkoneksi semua sistem yang

terlibat (mekanikal, elektrikal, thermal, fluida dll). Gunakan hukum-hukum

fisik atau pengalaman untuk mendapatkan fungsi respons sistem

3. Buat model matematika (persamaan matematika) sistem

karena sistem kontrol biasanya merupakan sistem dinamik (berubah

terhadap waktu) biasanya model matematika berbentuk persamaan

diferensial

4. Analisa dan perancangan

tentukan apakah sistem yang dianalisa/dirancang sudah memenuhi

kriteria atau tidak

Ilustrasi

• Sebuah sistem kontrol temperatur beroperasi

dengan membandingkan antara setting

thermostat dan temperatur aktual lalu

membuka/menutup katup bahan bakar secara

proporsional terhadap perbedaan tsb. Buatlah

blok diagram sistem kontrol jerat tertutup

dengan input, output, controller dan plant.

Tentukan juga sinyal input dan output semua

subsistem yang ada


Solusi


Katup bahan

bakar

Sensor temperatur

controllerTemperature

thermostatTemperatur

aktual+

-

Plant

Subsistem

Subsistem Subsistem

Detail subsistem


Subsistem Plant

Subsistem katup bahan bakar

Katup bahan

bakar

controllerTegangan/arus Laju aliran bahan bakar

PlantLaju aliran bahan bakar

temperatur

Sensor temperatur

Tegangan/arusTemperatur

Subsistem sensor

Latihan-latihan• Sebuah sistem kontrol kecepatan motor listrik mempunyai input berupa tegangan yang

diberikan ke controller dan motor. Kecepatan putar motor diukur oleh tachometer. Buatdiagram blok sistem dan subsistem dengan input dan output masing-masing

• Sebuah sistem jelajah kendaraan (cruise control) terdiri dari kompensator, actuator dankarburator sebagai kontroler dan mesin sebagai plant. Output yang diinginkan adalahkecepatan kendaraan sedangkan input adalah tegangan yang diberikan ke aktuator(aktuator misalnya dalam bentuk motor listrik yang memutar katup karburator). Sensor kecepatan yang

digunakan adalah jenis tachometer. Buatlah diagram blok sistem dan subsistem lengkapdengan input dan output masing-masing


•Sebuah tahanan variabel, yang disebut potensiometer

ditunjukkan seperti gambar di samping. Tahanan dari A ke C

tetap tetapi tahanan dari B ke C bervariasi terhadap posisi

pemutar tahanan. Jika diperlukan 10 putaran penuh untuk

menggerakkan pemutar dari A ke C buatlah diagram blok dari

potensiometer yang menunjukkan variabel input dan variabel

output dan gain (dalam blok) yang berupa konstanta yang

apabila dikalikan dengan input akan menghasilkan output

kuliah1

Documents