Moh. Khairudin, PhD. Lab. Kendali T. Elektro UNY. Bab 8 1

dokumen-dokumen yang mirip
Respons Sistem dalam Domain Waktu. Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 4

ANALISIS DOMAIN WAKTU SISTEM KENDALI

SISTEM KENDALI OTOMATIS Analisa Respon Sistem

Respon Sistem. Nuryono S.W., S.T., M.Eng. Dasar Sistem Kendali 1

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI HALAMAN PERSEMBAHAN MOTTO ABSTRAK

Pengenalan SCADA. Karakteristik Dasar Sensor

SCADA dalam Sistem Tenaga Listrik

Supervisory Control and Data Acquisition. Karakteristik Dasar Sensor

Telemetri dan Pengaturan Remote

MODUL PRAKTIKUM DASAR SISTEM KENDALI

SISTEM KENDALI DASAR RESPON WAKTU DAN RESPON FREKUENSI. Fatchul Arifin.

ANALISIS KESTABILAN ROUTH HURWITZ DAN ROOT LOCUS

Simulasi Control System Design dengan Scilab dan Scicos

Instrumentasi Sistem Pengaturan

PEREDAMAN OSILASI GETARAN PADA SUATU SISTEM DENGAN PEMODELAN PEGAS-DAMPER MENGGUNAKAN KENDALI LOGIKA FUZZY

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

Analisis Kelakuan Sistem Orde Dua

Analisa Response Waktu Sistem Kendali

4. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS. pengujian simulasi open loop juga digunakan untuk mengamati respon motor DC

Bab 4 HASIL SIMULASI. 4.1 Pengontrol Suboptimal H

Teknik Mesin - FTI - ITS

REZAN NURFADLI EDMUND NIM.

Metode lokasi akar-akar (Root locus method) Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 8

I. SISTEM KONTROL. Plant/Obyek. b. System terkendali langsung loop tertutup, dengan umpan balik. sensor

DISAIN KOMPENSATOR UNTUK PLANT MOTOR DC ORDE SATU

Tanggapan Frekuensi Pendahuluan

MODUL PRAKTIKUM DASAR SISTEM KENDALI

Perancangan sistem kontrol dengan root locus (lanjutan) Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 12

Kesalahan Tunak (Steady state error) Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 6

yang dihasilkan sensor LM35 karena sangat kecil. Rangkaian ini adalah tipe noninverting

ANALISIS SISTEM KENDALI

TUGAS AKHIR RESUME PID. Oleh: Nanda Perdana Putra MN / 2010 Teknik Elektro Industri Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Padang

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA HASIL SIMULASI. III, aspek keseluruhan dimulai dari Bab I hingga Bab III, maka dapat ditarik

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

RENCANA PEMBELAJARAN 9. POKOK BAHASAN: GETARAN SELARAS (Lanjutan)

UNIVERSITAS INDONESIA PENGENDALIAN KECEPATAN MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN TERPISAH DENGAN PERUBAHAN BEBAN DAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK LABVIEW 2010

METODA TANGGAPAN FREKUENSI

Peningkatan Repeatability Sistem Metering dengan Pengendalian Aliran Menggunakan PID

KARAKTERISTIK DASAR SISTEM KENDALI

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM. 3.1 Gambaran Umum Pengajaran Mata Kuliah Sistem Pengaturan Dasar

Sistem Kontrol Digital Eksperimen 2 : Pemodelan Kereta Api dan Cruise Control

TANGGAPAN FREKUENSI. Analisis Tanggapan Frekuensi. Penggambaran Bode Plot. Polar Plot / Nyquist Plot. Log Magnitude vs Phase Plot / Nichols

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA HASIL SIMULASI

BAB III DINAMIKA PROSES

Perancangan sistem kontrol dengan root locus. Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 11

BAB 4 SIMULASI DAN ANALISA

DESAIN SISTEM KENDALI MELALUI TANGGAPAN FREKUENSI

TUGAS III DINAMIKA. L/2 L/2 y. L/2 L/2 y

MATERI 4 MATEMATIKA TEKNIK 1 DERET FOURIER

Untai Elektrik I. Untai Orde Tinggi & Frekuensi Kompleks. Dr. Iwan Setyawan. Fakultas Teknik Universitas Kristen Satya Wacana. Untai 1. I.

Root Locus A. Landasan Teori Karakteristik tanggapan transient sistem loop tertutup dapat ditentukan dari lokasi pole-pole (loop tertutupnya).

Sistem pengukuran Sistem pengukuran merupakan bagian pertama dalam suatu sistem pengendalian Jika input sistem pengendalian salah, maka output salah

PRAKTIKUM I PENGENDALI PID

PERANCANGAN SISTEM KENDALI SLIDING-PID UNTUK PENDULUM GANDA PADA KERETA BERGERAK

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. perangkat pendukung yang berupa piranti lunak dan perangkat keras. Adapun

PERANCANGAN SISTEM KONTROL PID UNTUK PENGENDALI SUMBU AZIMUTH TURRET PADA TURRET-GUN KALIBER 20MM

Hamzah Ahlul Fikri Jurusan Tehnik Elektro, FT, Unesa,

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM. Gambar 3. 1 Diagram Blok Sistem Kecepatan Motor DC

Fisika Dasar I (FI-321)

TRANSFORMASI LAPLACE

Desain Sistem Kendali Rotary Pendulum dengan Sliding-PID

Tanggapan Alih (Transient Respond) dan Kestabilan System

DYNAMICS OF STRUCTURES

Dosen Pembimbing : Hendro Nurhadi, Dipl. Ing. Ph.D. Oleh : Bagus AR

Fisika Umum (MA-301) Topik hari ini: Getaran dan Gelombang Bunyi

BAB 5. Pengujian Sistem Kontrol dan Analisis

Catatan Kuliah FI1101 Fisika Dasar IA Pekan #8: Osilasi

Kendali Perancangan Kontroler PID dengan Metode Root Locus Mencari PD Kontroler Mencari PI dan PID kontroler...

DESAIN KONTROL PID UNTUK MENGATUR KECEPATAN MOTOR DC PADA ELECTRICAL CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION (ECVT)

BAB II LANDASAN TEORI

PERBAIKAN SIMULATOR PLANT ORDE SATU DAN ORDE DUA UNTUK MODUL PRAKTIKUM INSTRUMENTASI DAN SISTEM KENDALI

Tanggapan Waktu Alih Orde Tinggi

DASAR-DASAR TEKNIK PENGATURAN. Oleh: Mohammad Dhandhang Purwadi UNTUK KALANGAN SENDIRI JURUSAN TEKNIK MESIN, FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NASIONAL

ANALISIS RANGKAIAN. Oleh: Pujiono. Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2013

BAB II LANDASAN TEORI

Bab IV Pengujian dan Analisis

BAB 2 DASAR TEORI. Gambar 2.1 Rangkaian seri RLC

REKAYASA GEMPA GETARAN BEBAS SDOF. Oleh Resmi Bestari Muin

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

MAKALAH SISTEM KENDALI CLOSE LOOP

Studi Pemodelan Bond Graph dan Perancangan Pengontrol Proportional + Integral untuk Level Boiler dan Temperatur Penukar Kalor pada Sistem Miniplant

Controller. Fatchul Arifin

Sistem Kontrol Digital Eksperimen 2 : Pemodelan Rangkaian RLC dan Kereta Api

UJI PERFORMANSI PADA SISTEM KONTROL LEVEL AIR DENGAN VARIASI BEBAN MENGGUNAKAN KONTROLER PID

PENERAPAN TRANSFORMASI LAPLACE DALAM MENYELESAIKAN PERSAMAAN DIFERENSIAL LINEAR PADA RANGKAIAN SERI RLC SKRIPSI SITI FATIMAH AISYAH

ANALISIS SISTEM KONTROL SUSPENSI BLANKET CYLINDER PADA MESIN CETAK OFFSET

BAB 2 LANDASAN TEORI

SISTEM KENDALI PROPORSIONAL, INTEGRAL, DAN DERIVATIF (PID) PADA PERSAMAAN PANAS*

Bahan 4 Filter Butterworth dan Chebyshev

METODA TEMPAT KEDUDUKAN AKAR

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Perancangan Perangkat Keras

DINAMIKA PROSES PENGUKURAN TEMPERATUR (Siti Diyar Kholisoh)

BAB III SIMPLE VIBRATION APPARATUS

BAB II DASAR TEORI. kontrol, diantaranya yaitu aksi kontrol proporsional, aksi kontrol integral dan aksi

Perancangan Sistem Kontrol PID Untuk Pengendali Sumbu Azimuth Turret Pada Turret-gun Kaliber 20mm

PENGARUH PERUBAHAN KONSTANTA PID PADA SISTEM KONTROL HYBRID FUZZY PID PADA PLANT ORDE DUA SECARA UMUM LAPORAN TUGAS AKHIR

Transformasi Laplace Peninjauan kembali variabel kompleks dan fungsi kompleks Variabel kompleks Fungsi Kompleks

BAB II KONSEP PERANCANGAN SISTEM KONTROL. menyusun sebuah sistem untuk menghasilkan respon yang diinginkan terhadap

Filter Orde Satu & Filter Orde Dua

BAB 2 TEORI DASAR 2-1. Gambar 2.1 Sistem dinamik satu derajat kebebasan tanpa redaman

Transkripsi:

Spesifikasi Sistem Respon Moh. Khairudin, PhD. Lab. Kendali T. Elektro UNY Bab 8 1

Pendahuluan Dari pelajaran terdahulu, rumus umum fungsi transfer order ke dua adalah : dimana bentuk responnya ditentukan oleh rasio damping : 1. Overdamped jika ζ >1; 2. Underdamped jika ζ <1; 3. Undamped jika ζ =0; 4. Critically damped jika ζ =1; Telah dinyatakan pula bahwa frekuensi ω n mengatur kecepatan respon dan besaran exponential decay frequency (σ d ) dan damped natural frequency (ω d ). Bab 8 2

Telah dibahas juga cara untuk menentukan lokasi pole sistem order ke dua dan ditemukan, bahwa untuk sistem-sistem underdamped, s = -σ d ± jω d Terakhir, dikembangkan rumus untuk step response : Pada bagian ini, berdasarkan kurva respon underdamped, akan dikembangkan persamaan untuk mengukur kinerja, prosentase overshoot, settling time, dan rise time, dalam konteks parameter order-dua tergeneralisasi Bab 8 3

4.5 Spesifikasi Respon Order-Dua Untuk menentukan respon order-dua, kita perlu mendefinisikan beberapa ukuran kinerja bedasarkan kurva respon underdamped. Spesifikasi-spesifikasi tersebut adalah : 1. Peak ktime T p : waktu yang diperlukan untuk mencapai peak pertama, atau maksimum. 2. Persen Overshoot %OS : jumlah gelombang g yang melakukan overshoot terhadap steady-state atau nilai akhir pada waktu puncak, diekspresikan dalam bentuk prosentase terhadap nilai steady-state. 3. Settling time T s : besarnya waktu yang diperlukan oleh osilasi teredam (damped) transien untuk bertahan pada ±2% nilai akhir. 4. Rise Time T r : waktu yang diperlukan untuk perubahan dari 10% menjadi 90% nilai akhir. Bab 8 4

Slide 1 IA1 Bab 8 5

Slide 5 IA1 Irwan Arifin, 10/27/2004

Risetime, settling time, dan peak time memberikan informasi mengenai kecepatan dan 'kualitas" respon transien. Besara-besaran ini dapat membantu perancang untuk mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa osilasi atau overshoot yang berlebihan. Perlu diperhatikan bahwa dua spesifikasi terakhir (T r dan T s ) sama seperti yang digunakan pada sistem order-satu dan mereka juga bisa digunakan untuk sistem overdamped dan sistem critically-damped order dua. Sebenarnya, spesifikasi-spesifikasi ini dapat juga digunakan untuk sistemsistem berorder lebih tinggi dari dua, yang akan menghasilkan respon dengan bentuk pendekatan yang sama. Namun demikian, rumus analitik yang menghubungkan hb parameter spesifikasi irespon waktu ke lk lokasi pole dan zero hanya dapat dikembangkan untuk sistem order-dua. Bab 8 6

4.5.1 Evaluasi T p Untuk mendapatkan nilai puncak overshoot, kita harus mendiferensiasi respon waktu terhadap waktu dan mendapatkan nilai maksimumnya. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan transformasi Laplace, karena Pembentukan kuadrat pada penyebut (denominator) akan menghasilkan : sehingga : Bab 8 7

Dengan membuat derivatif bernilai nol, akan deperoleh atau Setiap nilai n menghasilkan nilai untuk maksima atau minima lokal. Dengan n = 0 akan dihasilkan t=0 0, yang berkaitan dengan titik awal step response. Nilai n=1 1 menghasilkan waktu dimana respon mencapai puncak pertamanya, yaitu T p. Jadi : Bab 8 8

4.5.2 Evaluasi %OS Dari slide 1 di atas, prosentase overshoot, %OS, dihitung dengan cara sbb. : c max diperoleh dengan mensubstitusi t = T p ke dalam persamaan (1). Kemudian dengan persamaan (2) akan diperoleh : Untuk step unit yang digunakan pada (1) Bab 8 9

Substitusi (4) dan(5)ke(3) (3) menghasilkan : Perhatikan bahwa prosentasi overshoot hanya merupakan fungsi dari rasio damping! Invers persamaan (6) memungkinkan ditemukannya nilai rasio damping ζ yang menghasilkan nilai %OS: Plot hubungan antara %OS dan ζ ditunjukkan oleh slide 2 berikut ini. Bab 8 10

Slide 2 Bab 8 11

4.5.3 Evaluasi T s Untuk mendapatkan settling time, perlu dicari waktu dimana c(t) mencapai dan mempertahankan nilai ± 2% dari nilai c final. Dari slide 1, estimasi T s adalah waktu dimana penurunan sinusoidal pada persamaan (1) mencapai amplitudo 0.02 atau Ini merupakan estimasi konservatif karena digunakan asumsi bahwa cos( ω 1 ζ 2 t φ = 1 n pada t = T s. Meskipun demikian, penyelesaian t akan menghasilkan Pembilang pada pers.(8) menghasilkan nilai antara 3.91 hingga 4.74, jika ζ bernilai antara 0 hingga 0.09. Aproksimasi T s untuk semua nilai ζ adalah : Bab 8 12

Evaluasi T r Tidak ada hubungan analitis yang akurat antara rise time dan rasio damping atau frekuensi ensi natural. Hubungan ini bisa diperoleh dari eksperimen seperti diperlihatkan slide 3. Slide 3 Bab 8 13

Untuk 0.866 < ζ < 0.5, pendekatan untuk rise time menjadi : Terkesan bahwa rise-time bergantung pada ω n. Namun akan terlihat bahwa pendekatan ini agak kasar dan ζ harus diperhitungkan dalam implementasi. Contoh 4.1 Diketahui fungsi transfer Hitung T p, %OS, T s dan T. r Jawab : Dari fungsi transfer model ω n = 10 dan ζ = 0.75. Substitusi nilai ini ke rumus untuk T p, %OS dan T s menghasilkan T p = 0.475 detik, %OS = 2.838, dan T s = 0.533 detik. Dari grafik pada slide 3, terlihat bahwa untuk ζ = 0.75, ω n T r 2.3 detik. Pembagian dengan ω n menghasilkan T r = 0.23 detik. Semua ini idiperoleh tanpa menggunakan invers transformasi laplace terhadap step response dari G(s) dan pengukuran respons. Bab 8 14

Rangkuman Pada bagian ini dikembangkan rumus untuk parameter kinerja sistem order-ke dua. Prosentase overshoot (%OS)(6) (6) (7) Time-to-peak (T p ) (2) Settling time (T s ) (9) Rise-time T r (Gambar 3 dan Pers. (10)) dalam konteks parameter ζ dan ω n order dua tergeneralisasi. Meskipun definisi settling-time dan rise-time adalah sama seperti yang digunakan pada sistem order - pertama, prosentasi overshoot hanya diaplikasikan pada sistem order - ke dua yang undamped dan underdamped. Parameter yang sama dapat digunakan untuk mengkategorikan kinerja sistem order lebih tinggi, yang menunjukkan respons serupa dalam hal bentuk dengan sistem order ke dua. Namun dalam hal ini, i tidak ada hubungan langsung antara parameter respons dan pole sistem Bab 8 15