Pendahuluan. Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1

Transkripsi

1 Pendahuluan

2 SistemKontrol variabel Sensor Pengukuran variabel Input Plant/Sistem Variabel Komponen-komponen sistem kendali Contoh: pedal gas sepeda motor pemanggang roti(toaster) Sistem di atas adalah open loop control system

3 Ilustrasi Example of control system: elevator/lift di gedung bertingkat

4 SistemKontrolJeratTerbuka dan Jerat Tertutup Open loop Closed loop

5 Ilustrasi Sistem pendaratan pesawat terbang Posisi yg diinginkan + pilot compensator Mekanisme aileron pesawat Badan Pesawat Posisi lateral - sensor

6 FungsiSistemKontrol Power amplification Remote Control Convenience input form Compensation for disturbance

7 AnalisadanPerancangan SistemKontrol 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

8 Responstransien: Ilustrasi Unjukkerjalift 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

9 Responstunak: Ilustrasi Lift harus berhenti tepat di lantai yg dituju

10 Stabilitas: Ilustrasi Selain memenuhi kriteria respons transien dan respons tunak, sistem kontrol harus stabil Contoh: rolling dari pesawat terbang unstable stable

11 Tahap-tahapperancangan sistemkontrol 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 gambarkandiagram blokyang meliputiinterkoneksisemuasistemyang 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

12 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

13 Subsistem Solusi Subsistem Temperature + thermostat controller Katup bahan bakar Plant Temperatur aktual - Sensor temperatur Subsistem

14 Detail subsistem Subsistem katup bahan bakar Tegangan/arus controller Katup bahan bakar Laju aliran bahan bakar Laju aliran bahan bakar SubsistemPlant Plant temperatur Tegangan/arus Subsistemsensor Sensor temperatur Temperatur

15 Latihan-latihan Sebuahsistemkontrolkecepatanmotor listrikmempunyaiinput berupateganganyang 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 (aktuatormisalnyadalambentukmotor listrikyang memutarkatupkarburator). 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