SISTEM PENGATURAN (CONTROL SYSTEM)
1
PENDAHULUAN
• Definisi:Sistem Pengaturan: Sistem yang terdiridari beberapa elemen sistem yang dapatmengendalikan/mengatur suatu besarantertentu.
• Elemen Sistem :Plant, Proses, Sensor, Aktuator dll
2
Definisi-DefinisiPlant : Objek fisik yang dikendalikan (Tungku
pemanas,reaktor nuklir,Pesawat ruang angkasa
Proses :Operasi yang dikontrol
Sistem: Kombinasi dari komponen atau elemen-elemen (kontrol) yang bekerja bersama-sama
Gangguan : Sinyal yang mempunyai pengaruhmerugikan terhadap keluaran sistem
3
Aplikasi Sistem Pengaturan
• Pesawat Ruang Angkasa (Flight Control,OrbitControl)
• Pada “artificial” ( Ekonomi Modern,model kinerjasiswa)
• “Natural” (Pankreas,Adrenalin,Mata,tangan dsb)• Transportasi• Peralatan Elektronik di rumah (Mesin
cuci,AC,CD Player,Audio Recorder dsb)• Proses Industri (Temperatur,Tekanan,Posisi
dsb)4
Sejarah Perkembangan SistemKontrol
• Ancient Greece (3000 SM): Water clocks,automatic oil lamps.
• Abad ke 17 , Cornelis Drebble: PengendaliTemperatur untuk inkubator telor
• Abad ke 18,James Watt : Mesin Uap• Sebelum abad ke 19 –Pertengahan abad
20:Pengembangan Teori Kontrol klasik• 1960: mulai perkembangan teori kontrol
modern
5
Sejarah Perkembangan (cont.)
• Akhir abad 19 : Teori Stabilitas ( J.C. Maxwell, E.J Routh, A.M Lyapounov
• Akhir 1920-Pertengahan 30 (Negative feedback/”Black”,Analisis FrekuensiRespons/ “H.W. Bode”,TeoriStabilitas/”H.Nyquist”
• 1948 : Metode Root Locus/”W.R Evans”• 1960 : Metode State-Space /”Kalman”
6
Blok Sistem Pengaturan
7
Sistem Kontrol 2 jenis:
• Open-Loop (Loop terbuka) : Sistemkontrol yang keluarannya tidakmempengaruhi terhadap aksipengontrolannya.
• Closed-loop (loop tertutup): Sistem kontrolyang keluarannya mempengaruhilangsung terhadap aksi pengontrolannya
8
Sistem kontrol loop-terbuka
9
Disturbance (Contoh)
10
Sistem Kontrol Loop-Tertutup
11
Klasifikasi Sistem Kontrol
• Non Linier versus Linier• Waktu – Berubah versus Waktu-tidak
Berubah• Waktu Diskrit versus Waktu Kontinu• SISO versus MIMO• Deterministik versus Stokastik
12
Perancangan & Analisis SistemKontrol:
• Menentukan sistem Fisis dari elemensistem kontrol
• Mentransformasi Sistem Fisis• Membuat model matematik sistem Fisis• Membuat diagram blok• Analisis dan Perancangan
13
Perancangan & Analisis SistemKontrol (Cont.):
14
Sistem Fisis
• Temperatur• Gaya• Flow (Aliran Gas dalam pipa)• Listrik• Dll
15
Contoh:
16
Contoh (Cont.)
17
Transformasi Laplace
• Mentrasformasi fungsi dari sistem fisis kefungsi variabel kompleks S.
• Memungkinkan teknik grafis untukmengetahui kinerja sistem tanpamenyelesaikan persamaan diferensialsistem
• Komponen transien dan steady state diperoleh secara serentak.
18
Fungsi Alih dan Diagram Blok• Fungsi Alih :Digunakan untuk mencirikan
hubungan masukan keluaran darikomponen/elemen sistem kontrol denganmenggunakan dengan menggunakanmodel matematik sistem dan TransformasiLaplace.
• Diagram Blok : Diagram yang menggambarkan/menunjukkan fungsiyang dilakukan oleh tiapkomponen/elemen sistem kontrol
19
Kinerja dari Sistem Kontrol:
• Respon Transien : (RouthHurwitz,Kesalahan keadaan tunak)
• Tempat Kedudukan Akar (TKA)• Diagram Bode • Nyquist• Root-Locus• State Space
20
Respon Transien
21