DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
i
LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING
ii
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI
iii
HALAMAN PERSEMBAHAN
iv
MOTTO
v
ABSTRAK
vi
KATA PENGANTAR
vii
DAFTAR ISI
x
DAFTAR GAMBAR
xv xviii
DAFTAR TABEL
1
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
1
1.2 Maksud dan Tujuan
3
1.3
Batasan Masalah
4
1.4
Metodologi Penulisan
5
1.5
Sistematika Penulisan
5
7
BAB II STUDI PUSTAKA 2.1
Kajian Pusaka
7
2.2
Dasar Sistem Kontrol
7
2.2.1 Istilah-istilah Dalam Sistem Kontrol
7
2.2.2 Klasifikasi Sistem Kontrol
10
2.2.3 Prinsip-prinsip Dasar Sistem Kontrol
11
2.2.3.1 Persyaratan Umum Sistem Kontrol
x
11
2.2.3.2 Pembuatan Model Matematika
11
2.2.3.3 Analisis dan Disain Sistem Kontrol
12
2.2.3.4 Pendekatan Dasar Sistem Kontrol
12
2.2.4 Respon Waktu Sistem Kontrol
13
2.2.5 Sistem Orde Pertama
14
2.2.6 Sistem Orde Kedua
14
2.2.7 Spesifikasi Respon Transien
15
2.2.8 Steady State Error
17
2.2.9 Tetapan Kesalahan Posisi Statis K p B
17
B
2.2.10 Tetapan Kesalahan Kecepatan Statis K v B
18
B
2.2.11 Tetapan Kesalahan Percepatan Statis K a B
B
20
2.3 Tempat Kedudukan Akar (Root Locus)
20
2.4
Teknik-teknik Desain dan Kompensasi
23
2.4.1 Kompensasi Sistem
24
2.4.1.1 Pendekatan Tempat Kedudukan Akar pada Desain Sistem Kontrol
24
2.4.1.2 Pengaruh Penambahan Pole
26
2.4.1.3 Pengaruh Penambahan Zero
26
2.4.1.4 Karakteristik Dasar Kompensasi Lead, Lag, dan Lag-lead 27 2.5 Kompensasi Lead
27
2.5.1 Karakteristik Lead Kompensator
27
2.5.2 Teknik Kompensasi Lead Berdasarkan Pendekatan Tempat Kedudukan Akar 2.6
28
Kompensasi Lag
29
2.6.1 Karakteristik Kompensator Lag
29
xi
2.6.2 Teknik Kompensasi Lag Berdasarkan Pendekatan Tempat Kedudukan Akar 2.7
29
Kompensasi Lag-Lead
31
2.7.1 Karakteristik Kompensator Lag-Lead
32
2.7.2 Teknik Kompensasi Lag-Lead Berdasarkan Pada Pendekatan Tempat Kedudukan Akar 2.8
2.9
33
Digitalisasi
36
2.8.1 Forward Difference
36
RMSE (Mean Squared Error)
38
39
BAB III PERANCANGAN 3.1
Sistem Model
39
3.1.1 Sistem Model Kompensator Lead
40
3.1.2 Sistem Model Kompensator Lag
40
3.1.3 Sistem Model Kompensator Lag-lead
41
3.2
Perancangan Simulasi Sistem Kendali
42
3.3
Uraian Perancangan
45
3.3.1 Input Perancangan
45
3.3.1.1 Fungsi Alih Plant Oven
45
3.3.1.2 Settling Time (t s )
46
B
B
3.3.1.3 Maximum Overshoot (M p )
46
3.3.1.4 Sampling Time (T)
46
3.3.1.5 Pole Plant Dominan
46
3.3.1.6 Damping Factor (ζ)
47
B
B
3.3.1.7 Undamped Natural Frequency (ω n ) B
3.3.1.8 Damped Natural Frequency (ω d) B
3.3.1.9 Rise Time (t r ) B
48
B
49
B
49
B
xii
3.3.1.10 Pole Plant dan Pengendali / Pole yang Diinginkan 3.3.2 Perancangan Pengendali Kontinyu
50 51
3.3.2.1 Pengendali Kontinyu Kompensator Lead
51
3.3.2.2 Pengendali Kontinyu Kompensator Lag
57
3.3.2.3 Pengendali Kontinyu Kompensator Lag-lead
60
3.3.3 Perancangan Pengendali Digital
66
3.3.3.1 Pengendali Digital Kompensator Lead
66
3.3.3.2 Pengendali Digital Kompensator Lag
68
3.3.3.3 Pengendali Digital Kompensator Lag-lead
70
3.3.4 Perancangan Sistem Kendali Kontinyu
72
3.3.4.1 Sistem Kendali Kontinyu Lead
72
3.3.4.2 Sistem Kendali Kontinyu Lag
74
3.3.4.3 Sistem Kendali Kontinyu Lag-lead
75
3.3.5 Perancangan Sistem Kendali Digital
76
3.3.5.1 Digtalisasi Plant
76
3.3.5.2 Sistem Kendali Digital Lead
78
3.3.5.3 Sistem Kendali Digital Lag
79
3.3.5.4 Sistem Kendali Digital Lag-lead
80
3.3.6 Output Perancangan
81
3.3.6.1 Output Sistem Kontinyu Kompensator Lead
81
3.3.6.2 Output Sistem Kontinyu Kompensator Lag
82
3.3.6.3 Output Sistem Kontinyu Kompensator Lag-lead
83
3.3.6.4 Output Sistem Digital Kompensator Lead
83
3.3.6.5 Output Sistem Digital Kompensator Lag
84
3.3.6.6 Output Sistem Digital Kompensator Lag-lead
85
xiii
BAB IV 4.1
HASIL SIMULASI
86
Hasil Simulasi
86
4.1.1 Pengendali Kompensator Lead, Lag, dan Lag-lead
86
4.1.2 Pengujian Respon Sistem Pengendali Digital Lead
90
4.1.3 Pengujian Respon Sistem Pengendali Digital Lag
98
4.1.4 Pengujian Respon Sistem Pengendali Digital Lag-lead
105
KESIMPULAN DAN SARAN
112
5.1
Kesimpulan
112
5.2
Saran
112
BAB V
114
DAFTAR PUSTAKA
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Sistem pengendalian loop terbuka
9
Gambar 2.2
Sistem pengendalian loop tertutup
10
Gambar 2.3
Sistem kendali loop tertutup
22
Gambar 2.4
Pengukuran sudut dari pole dan zero loop terbuka
23
Gambar 2.5
Penambahan pole pada diagram root locus
25
Gambar 2.6
Pengaruh penambahan zero
26
Gambar 2.7
Pemetaan z = 1 + Ts
37
Gambar 3.1
Blok diagram perancangan sistem kendali
39
Gambar 3.2
Blok diagram sistem kendali kompensator lead
40
Gambar 3.3
Blok diagram sistem kendali kompensator lag
41
Gambar 3.4
Blok diagram sistem kendali kompensator lag-lead
41
Gambar 3.5
Visualisasi
GUI
program
kompensator
lead, 43
kompensator lag, dan kompensator lag-lead Gambar 3.6
Flowchart perancangan simulasi sistem kendali
44
Gambar 3.7
Flowchart perancangan kompensator lead
56
Gambar 3.8
Flowchart perancangan kompensator lag
60
Gambar 3.9
Flowchart perancangan kompensator lag-lead
66
Gambar 3.10
Blok diagram sistem kendali kontinyu kompensator lead
73
Gambar 3.11
Blok diagram sistem kendali kontinyu kompensator lag
74
Gambar 3.12
Blok diagram sistem kendali kontinyu kompensator lag- 75 lead
Gambar 3.13
Blok diagram sistem kendali digital kompensator lead
78
Gambar 3.14
Blok diagram sistem kendali digital kompensator lag
79
Gambar 3.15
Blok diagram sistem kendali digital kompensator lag- 80
xv
lead Gambar 3.16
Grafik output sistem dengan kompensator lead kontinyu
82
Gambar 3.17
Grafik output sistem dengan kompensator lag kontinyu
82
Gambar 3.18
Grafik output sistem dengan kompensator lag-lead 83 kontinyu
Gambar 3.19
Grafik output sistem dengan kompensator lead digital
84
Gambar 3.20
Grafik output sistem dengan kompensator lag digital
84
Gambar 3.21
Grafik output sistem dengan kompensator lag-lead 85 digital
Gambar 4.1
Grafik step respon sistem tak terkompensasi
86
Gambar 4.2
Grafik simulasi perbandingan kompensator terhadap 88 sistem tak terkompensasi
Gambar 4.3
Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan 95 set point 50
Gambar 4.4
Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan 96 set point 100
Gambar 4.5
Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan 96 set point 150
Gambar 4.6
Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan 97 set point 200
Gambar 4.7
Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan 97 set point 250
Gambar 4.8
Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan 102 set point 50
Gambar 4.9
Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan 103 set point 100
xvi
Gambar 4.10
Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan 103 set point 150
Gambar 4.11
Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan 104 set point 200
Gambar 4.12
Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan 104 set point 250
Gambar 4.13
Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance 109 dengan set point 50
Gambar 4.14
Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance 110 dengan set point 100
Gambar 4.15
Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance 110 dengan set point 150
Gambar 4.16
Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance 111 dengan set point 200
Gambar 4.17
Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance 111 dengan set point 250
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1
Hasil pengujian simulasi sistem pengendali kontinyu pada plant oven
Tabel 4.2
Pengujian
87
respon
sistem
pengendali
lead
tanpa 91
disturbance Tabel 4.3
Karakteristik respon sistem pengendali lead tanpa disturbance
92
Tabel 4.4
Pengujian sistem dengan disturbance amplitudo 1
92
Tabel 4.5
Karakteristik
respon
pengujian
sistem
dengan
disturbance amplitudo 1
93
Tabel 4.6
Pegujian sistem dengan disturbance amplitudo 10
93
Tabel 4.7
Karakteristik
respon
pengujian
sistem
dengan
disturbance amplitudo 10
94
Tabel 4.8
Pengujian pengendali lag tanpa disturbance
98
Tabel 4.9
Karakteristik respon sistem tanpa disturbance pada pengendali lag
99
Tabel 4.10
Pengujian respon sistem dengan disturbance amplitudo 1
99
Tabel 4.11
Karakteristik respon pengendali lag dengan disturbance amplitudo 1
Tabel 4.12
100
Pengujian pengaruh respon sistem terhadap disturbance dengan amplitudo 10
Tabel 4.13
100
Karakteristik respon pengendali lag dengan disturbance amplitudo 10
101
Tabel 4.14
Pengujian respon sistem tanpa disturbance
105
Tabel 4.15
Karakteristik respon sistem pengendali lag-lead tanpa
xviii
106
disturbance Tabel 4.16
Pengujian pengaruh respon sistem terhadap disturbance dengan amplitudo 1
Tabel 4.17
Karakteristik
respon
106 pengendali
lag-lead
dengan
disturbance amplitudo 1 Tabel 4.18
107
Pengujian pengaruh respon sistem terhadap disturbance dengan amplitudo 10
Tabel 4.19
Karakteristik
respon
107 pengendali
disturbance amplitudo 10
lag-lead
dengan 108
xix
