Pendahuluan
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Sistem Kontrol variabel
Pengukuran variabel Sensor
Input
Variabel Plant/Sistem Komponen-komponen sistem kendali
Contoh: pedal gas sepeda motor pemanggang roti (toaster) Sistem di atas adalah open loop control system Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Ilustrasi Example of control system: elevator/lift di gedung bertingkat
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Sistem Kontrol Jerat Terbuka dan Jerat Tertutup Open loop
Closed loop
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Ilustrasi Sistem pendaratan pesawat terbang
pilot Posisi yg + diinginkan
pesawat
compensator
Posisi lateral Mekanisme aileron
sensor
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Badan Pesawat
Fungsi Sistem Kontrol • • • •
Power amplification Remote Control Convenience input form Compensation for disturbance
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Analisa dan Perancangan Sistem Kontrol • Analisa : menentukan apakah suatu sistem kontrol memenuhi kriteria yang diinginkan • Perancangan : membuat suatu sistem kontrol yang memenuhi kriteria yang diinginkan Kriteria unjuk kerja (performance yg diinginkan): • Respons transien • Respons tunak (steady state) • Stabilitas Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
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
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Respons tunak: Ilustrasi
Lift harus berhenti tepat di lantai yg dituju
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Stabilitas : Ilustrasi Selain memenuhi kriteria respons transien dan respons tunak, sistem kontrol harus stabil Contoh: rolling dari pesawat terbang
unstable
stable
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
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 Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
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 Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Solusi Subsistem Temperature + thermostat
Subsistem
controller Katup bahan bakar
Plant
Sensor temperatur
Subsistem
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Temperatur aktual
Detail subsistem Subsistem katup bahan bakar Tegangan/arus
controller Katup bahan bakar
Laju aliran bahan bakar
Subsistem Plant Laju aliran bahan bakar
temperatur Plant
Subsistem sensor Temperatur
Tegangan/arus Sensor temperatur
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Latihan-latihan • •
Sebuah sistem kontrol kecepatan motor listrik mempunyai input berupa tegangan yang diberikan ke controller dan motor. Kecepatan putar motor diukur oleh tachometer. Buat diagram blok sistem dan subsistem dengan input dan output masing-masing Sebuah sistem jelajah kendaraan (cruise control) terdiri dari kompensator, actuator dan karburator sebagai kontroler dan mesin sebagai plant. Output yang diinginkan adalah kecepatan 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 lengkap dengan 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
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
