Pendahuluan
ii
Teknik Sistem Kontrol
Daftar Isi
iii
TEKNIK SISTEM KONTROL Oleh
: Sulasno Thomas Agus Prayitno
Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2006
Hak Cipta © 2006 pada penulis, Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit.
Candi Gebang Permai Blok R/6 Yogyakarta 55511 Telp. : 0274-4462135; 0274-882262 Fax. : 0274-4462136 E-mail :
[email protected]
Sulasno & Prayitno, Thomas Agus TEKNIK SISTEM KONTROL/Sulasno & Thomas Agus Prayitno - Edisi Pertama Yogyakarta; Graha Ilmu, 2006 x + 252 hlm, 1 Jil. : 23 cm. ISBN-13: 978-979-756-161-1 ISBN-10: 979-756-161-4 1. Teknik
iv
I. Judul
Teknik Sistem Kontrol
Kata Pengantar
P
enulisan buku ini didorong oleh keinginan penulis untuk menambah kepustakaan buku-buku teknik elektro dalam bahasa Indonesia, khususnya kepustakaan di bidang Sistem Kontrol, mengingat hingga saat ini kepustakaan di bidang Sistem Kontrol yang ditulis dalam bahasa Indonesia masih terbatas jumlahnya. Buku ini merupakan rangkuman diktat yang pernah/digunakan sebagai bahan kuliah pada Fakultas Teknik Jurusan Elektro Universitas Diponegoro sejak tahun 1986 ; Universitas Kristen Satya Wacana sejak tahun 1982 dan Universitas Tidar Magelang sejak tahun 1998. Isi buku ini menurut penulis merupakan pengetahuan dasar pada sistem kontrol yang perlu diketahui tidak hanya oleh para mahasiswa Teknik Elektro tapi juga jurusan lain ataupun praktisi yang mempunyai minat di bidang teknik Sistem Kontrol. Dalam rangka partisipasi penulis di bidang pembinaan bahasa nasional, maka dalam buku ini penulis berusaha sejauh mungkin menggunakan istilah-istilah asing, walaupun penulis sadari hal ini belum sempurna dan masih perlu banyak perbaikan
Daftar Isi
v
Buku ini juga merupakan perwujudan terima kasih penulis atas dorongan dari Prof. DR. A. Arismunandar (almarhum), Prof. Ir. Abdul Kadir dan Prof. I.r Eko Budihardjo, MSc untuk terus dapat berkarya. Sebagai akhir kata, penulis mengharapkan saran dan kritik serta koreksi dari para pembaca demi perbaikan buku ini dimasa mendatang Agustus 2005
Penulis Ir. S u l a s n o Ir. Thomas Agus Prajitno
vi
Teknik Sistem Kontrol
Daftar Isi
KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Unsur Utama Pada Sistem Kontrol 1.2 Proses Sistem Kontrol 1.3 Parameter Sistem Kontrol 4.1 Ringkasan 1.5 Soal-soal Latihan
v vii 1 2 3 4 8 9
BAB 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
FUNGSI PINDAH DAN DIAGRAM KOTAK Pengertian Fungsi Pindah Linearisasi dan Reduksi Diagram Kotak Fungsi Pindah Suatu Sistem Ringkasan Soal-soal Latihan
11 11 13 18 19 23 23
BAB 3
PENGEMBANGAN SOFTWARE: PENGALAMAN PRAKTIS Rangkaian Analogi Fungsi Pindah Dan Transformasi Laplace
25 25 27
3.1 3.2 Daftar Isi
vii
3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9
Fungsi Pindah Jaringan Kompensasi Sistem Kontrol Berumpan Balik Grafik Aliran Sinyal Rumus Mason Grafik Aliran dan Diagram Kotak Ringkasan Soal-soal Latihan
32 34 42 43 45 48 49
BAB 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9
ISYARAT TES DAN ALAT KONTROL Isyarat Tes Isyarat Periodik Alat Kontrol Alat Kontrol Gabungan Integrator Defrensiator Tanggapan Integrator Dan Defrensiator Pengaruh Alat Kontrol Proporsional Ringkasan Soal-soal Latihan
51 51 55 56 60 66 71 74 76 77
BAB 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.7
SISTEM ORDE SATU DAN ORDE DUA 81 Tanggapan Sistem Orde Satu 83 Alat Kontrol Proporsional Pada Sistem Orde Saturday 88 Sistem Orde Dua 89 Tanggapan Sistem Orde Dua 99 Waktu Tanggapan (Response Time) 104 Soal-Soal Latihan 108
BAB 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7.
KESTABILAN SISTEM Pengujian Kestabilan Metoda ROUTH Pengujian kestabilan metoda hurwitz Pengujian Kestabilan Metoda Routh-Hurwitz Metoda Pecahan Kontinu Metode Tempat Kedudukan Akar Ringkasan Soal-soal Latihan
viii
113 114 121 123 124 127 135 135
Teknik Sistem Kontrol
BAB 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8
TANGGAPAN FREKUENSI Diagram Bode Margin amplitudo dan margin fasa Diagram polar Diagram logaritma gain terhadap fasa Diagram Nyquist Kriteria kestabilan Nyquist Ringkasan Soal-Soal Latihan
139 140 152 153 155 157 162 181 182
BAB 8 8.1 8.2 8.3 8.4
SISTEM DENGAN WAKTU RAMBAT Penjabaran Persamaan Matematis Penggunanaan kontrol proporsional Ringkasan Soal-soal Latihan
185 186 190 196 196
BAB 9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 9.10
SISTEM KONTROL LANJUT Sistem Kontrol Non Linear Siklus Batas Eksitasi Kuta dan Lemah Histerisis Resonansi Lompatan Pembangkitan Sub Harmonik Liku Tanggapan Non Linear Sistem Non Linear Analisa Kemantapan Sistem Non Linear Permasalahan dalam Perancangan Sistem Non Linear 9.11 Pengenalan Kontrol Digital 9.12 Ringkasan 9.13 Soal-soal Latihan
BAB 10 BEBERAPA CONTOH PENERAPAN SISTEM KONTROL 10.1 Pemantap Tegangan dengan Motor Servo Daftar Isi
197 197 201 202 203 203 204 205 215 216 217 218 223 223 225 225 ix
10.2 10.3 10.4 10.5 10.6
Pemantap Tegangan dengan Relai Pengaturan Tegangan Pada Generator Pengaturan Kecepatan Motor Ringkasan Soal Latihan
DAFTAR PUSTAKA TENTANG PENULIS
227 228 242 248 249 251 251
-oo0oo-
x
Teknik Sistem Kontrol
