+ - KONTROLER. Σ Kontroler Plant. Aktuator C(s) R(s) Sensor / Elemen ukur

Transkripsi

1 KONTROLER PENGANTAR merupakan salah satu komponen dalam sistem pengaturan yang memegang peranan sangat penting. menghasilkan sinyal kontrol yang menjadi masukan bagi plant sedemikian hingga plant memberikan respon sesuai dengan spesifikasi performansi yang diinginkan. Pada bagian ini akan dijelaskan secara global tentang kontroler termasuk letak kontroler dalam sistem pengaturan dan klasifikasi kontroler berdasarkan beberapa sudut pandang tertentu. KONTROLER merupakan salah satu komponen sistem pengaturan yang berfungsi mengolah sinyal umpan balik dan sinyal masukan acuan (setpoint) atau sinyal error mejadi sinyal kontrol. Sinyal error disini adalah selisih antara sinyal umpan balik yang dapat berupa sinyal keluaran plant sebenarnya atau sinyal keluaran terukur dengan sinyal masukan acuan (setpoint). Kebanyakan masukan kontroler adalah sinyal error dan keluaran kontroler disebut sinyal kontrol. Letak kontroler dalam sistem pengaturan khususnya sistem pengaturan loop tertutup dapat bervariasi sesuai dengan kebutuhan desain, yaitu : 1. terletak pada lintasan umpan maju (feedforward), seperti pada diagram blok berikut ini : Σ Plant Aktuator (s) Dalam hal ini kontroler disebut sebagai feedforward controller atau direct controller 1

2 2. terletak pada lintasan umpan balik (feedback), seperti pada diagram blok berikut ini : Σ Plant Aktuator (s) Dalam hal ini kontroler disebut sebagai feedback controller 3. diletakkan seri dengan loop tertutup, seperti pada diagram blok berikut ini : Σ Aktuator Plant (s) Dalam hal ini kontroler disebut sebagai model reference controller 4. terletak pada lintasan umpan maju (feedforward), lintasan umpan balik (feedback) dan diletakkan seri dengan loop tertutup. Dalam hal ini kontroler disebut sebagai model following controller. Hal ini dapat kita lihat seperti pada diagram blok berikut ini : 1 Σ 2 Plant Aktuator (s) 3 dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa sudut pandang tertentu. Berdasarkan aksi kontrolnya, kontroler dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 2

3 proporsional (P) integral (I) proporsional ditambah integral (PI) proporsional ditambah differensial (PD) proporsional ditambah integral ditambah differensial (PID) on/off on/of marupakan kontroler yang aksi kontrolnya hanya mempunyai dua nilai tertentu, yaitu : u ( t) = U1 untuk e( t) > 0 = U 2 untuk e( t) < 0 Diagram blok kontroler on/off adalah sebagai berikut : U 1 e u U 2 Berikut ini merupakan contoh kontroler on/off : Tinjau sistem pengaturan level air pada tangki berikut. 115V q 1 Pengapung h Kapasitansi Resistansi R 3

4 Katup elektromagnet digunakan untuk mengontrol laju aliran masuk. Katub ini bisa dalam posisi terbuka atau tertutup. Dengan sistem kontrol dua posisi ini, laju aliran masuk dapat positip, tetap atau nol. Berdasarkan fungsinya, kontroler dapat diklasifikasikan sebagai berikut : Linier ontoh : PID digital, optimal, state feedback Digital Non linier ontoh : kontroler adaptif Algoritmatik ontoh : kontroler berbasis Neural Network, Knowledge Based, Fuzzy, Genetika Algoritma Analog Linier ontoh : PID Non linier Berdasarkan periodanya, kontroler dapat diklasifikasikan sebagai berikut : Klasik ontoh : kompensator Konvensional Modern ontoh : PID cerdas (intelegent control) ontoh : kontroler berbasis Neural Network, Knowledge Based, Fuzzy, Genetika Algoritma 4

5 Berdasarkan sumber daya (energi) dan tipe komponen yang digunakan kontroler dapat diklasifikasikan menjadi : 1. elektik ontoh : kontroler proporsional elektrik Berikut ini adalah diagram skematik dari kontroler proporsional elektrik dengan menggunakan rangkaian inverting amplifier R O R F R O R i e(t) A u(t) 2. mekanik ontoh kontroler mekanik dapat anda lihat pada James Watt Flyball Governor berikut. 5

6 3. hidrolik ontoh : kontroler proporsional hidrolik Berikut ini adalah diagram skematik dari kontroler proporsional hidrolik : Minyak di bawah tekanan e x A I II y B 4. pnematik Berikut ini adalah diagram skematik dari kontroler proporsional pneumatik : e X + x a pengelepak P s nosel b Luas Pengembus = A P + p Tetapan pegas ekivalen = K s Y + y Luas Pengembus = A 6

7 RINGKASAN 1. Pada sistem pengaturan, kontroler berfungsi menghasilkan sinyal kontrol 2. dapat diklasifikasikan berdasarkan letaknya dalam sistem pengaturan, fungsinya, periodanya, dan sumber daya (energi) serta tipe komponen yang digunakan. LATIHAN Tinjau sistem pengaturan level cairan pada tangki berikut : Operator A Output Meter Tangki D Fluid flow Katup B Bagian manakah yang berfungsi sebagai kontroler? 7