7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
1/97
TEKNIK SISTEM
Oleh: ANDJAR PUDJI,MT
SKS: 2 SKS
Penilaian: Diskusi, Tugas, UTS, UAS
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
2/97
Rencana Perkuliahan
1 Pengan!ar Sis!e" K#n!r#la Ter"in#l#gi
$ K#"%#nen k#n!r#l
2 Raga" K#n!r#l Sis!e"
a K#n!r#l On&O''
$ K#n!r#l K#n!inu
( K#n!r#l Pr#%#r!i#nal( K#n!r#l In!egral
( K#n!r#l Deri)a!i)e
* Trans'#r"asi +a%lace
* Inen!i'ikasi Plan! Ore I a Res%#n Transien!
( Res%#n -ak!u, !
( Se!!ling Ti"e, Ts
( Rise Ti"e, Tr
( Dela. Ti"e, T
$ Res%#n S!e. S!a!e
( Err#r S!ea. S!a!e
/ Perancangan K#n!r#ller
0 I"%le"en!asi Elek!r#nik
a K#n!r#ller PI
$ K#n!r#ller PD c K#n!r#ller PID
Re'erensi :
13 Ka!suhi!# Oga!a, Teknik K#n!r#l
23 In!erne!, search c#n!r#l s.s!e"
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
3/97
-hen #r 4here c#n!r#l 5
Dala" kehiu%an sehari(hari ki!a "ene"ui %eris!i4a a!au
k#"%#nen .ang ikenalikan
Se!ia% hari, %aa saa! ki!a "engenarai "#!#r, se$enarn.a
ki!a !elah $er%ar!isi%asi ala" hal k#n!r#l sis!e", kaang g
susah %a.ah, "e"%er!ahankan kenaraan i 6alan .g$enar
Dise!ia% %ersi"%angan 6alan, %as!i ki!a akan "ene"ui
se$uah la"%u akses#ris .ang .g $er!engger as.ik ia!as
6alan, kela%(keli%, "erah kuning hi6au, !iaa hen!i kecualiia!as 6a" 17 "ala"
8egi!u "e"asuki ruang kuliah, ki!a akan $eraa i sua!u
ruangan .ang $egi!u n.a"an, g suhu .g !erk#nisikan
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
4/97
-h. 9#n!r#l5
Perala!an cenerung i#%erasikani$a4ah keaaan .g ike!ahui ans%esi'ik
Aa $e$era%a alasan kena%a ilakukan:1 Sa'e!.: $aik $agi user an ala!
2 O%era$ili!. : k#nisi !er!en!u i%erlukan
un!uk "elakukan sua!u %r#ses* Ec#n#"ic: ala! cenerung "ahal,
%enghasil uang
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
5/97
Jenis Sis!e" K#n!r#l
1 Sis!e" k#n!r#l lu% !er!u!u% (closed-loop controlsystem).
2 Sis!e" k#n!r#l lu% !er$uka (open-loop control system).
Sistem Kontrol Lup Tertutup
1. sistem kontrol berumpan balik (feedbackcontrol system)
2. sistem kontrol berumpan-maju(feedforwardcontrol system)
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
6/97
Anal#gi seerhana k#n!r#l sis!e"
O%era!#r scr "anual "enga!urinle! )al)e un!uk "en6aga:
1 +e)el air !iak !erlalu !inggi
2 +e)el air !iak !erlalu renah
Un!uk "e"ani%ulasi su%l. air )ia inle! )al)e, #%era!#r "enanai * le)el:
1 +e)el %aling $a4ah, un!uk "enc#)er %#sisi %aling renah
2 +e)el %aling a!as, un! "en6a"in !iak aa %e"$uangan i O)er'l#4
* Ieal le)el
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
7/97
DIINISI KONTRO+ SISTEM
1 O%era!#r "e"%er!ahankan air iala" !ank an!ara le)el 1 an2 +e)el air (; 9#n!r#lle 9#ni!i#n
2 9#n!r#lle 9#ni!i#n !erca%ai engan "enga!ur la6u aliran air iinle! +a6u aliran (; Mani%ula!e
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
8/97
Sis!e" k#n!r#l l##% !er!u!u%
Se! %#in!: nilai .ang iinginkan
Ak!ual )alue: nilai .ang !erukur, se$enarn.a
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
9/97
9#n!#h: sis!e" k#n!r#l !er"al
Ba"$ar 12 K#n!r#l "anual $eru"%an($alik se$uah sis!e" !er"al
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
10/97
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
11/97
9#n!#h: sis!e" k#n!r#l !er"al
Ba"$ar 1* K#n!r#l "anual $eru"%an($alik se$uah sis!e" !er"al
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
12/97
ungsi Sis!e" K#n!r#l
Pengukuran: "engukur nilai .ang akan
ik#n!r#l #leh sis!e"
Per$aningan: %engu6ian nilai .ang iukur an
nilai .ang ikehenaki Dilakukan #leh #!ak"anusia
K#"%u!asi: sua!u %erhi!ungan .ang
"en.a!akan $era%a $esar %er$eaan an!ar
nilai .ang iukur an ikehenaki
K#reksi: "elaksanakan aksi !ugas %enga!uran
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
13/97
9#n!#h: sis!e" k#n!r#l !er"al
1 Menggunakan !e"%sens#r e)
un!uk "enggan!ikan !angan
kanan, "eningka!kan akurasi
2 Manual )al)e(; elec!ric c#n!r#l
)al)e, "enggan!ikan !angan kiri
* Me"asang !e"% c#n!r#ller s$g%enggan!i #!ak (; 9#"%aris#n,
9#"%u!a!i#n Me"$eri %erin!ah
ke )al)e
/ Sin.al .ang "enghu$ungkan
an!ara e) %engukur, )al)e
c#n!r#l, an k#n!r#ller ikiri"kan"elalui ka$el, s$g %enggan!i
s.ara' "anusia
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
14/97
9#n!#h: sis!e" k#n!r#l
au!#"a!ik9#n!#h ala" ru"ah !angga : A9,
kulkas, se!erika au!#"a!ik, %#"%a
au!#"a!ik, ll
9#n!#h ala" $iang "eik: s!erilisa!#r,
au!#cla)e, incu$a!#r,ll
9#n!#h ala" $iang inus!ri:
%enga!uran %u!aran "#!#r, %r#ses ki"ia,
ll
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
15/97
Car4are sis!e" k#n!r#l
Paa sis!e" k#n!r#l au!#"a!ik !era%a!:
1 Sens#r 8agian ari sis!e" .ang .ang
i'ungsikan un!uk "engukur )aria$el sis!e"
Meru%akan su"$er sin.al %aa k#n!r#ller2 K#n!r#ller 8agian ari sis!e" .ang $er'ungsi
un!uk "en6 %er$aningan an %erhi!ungan
* Ele"en K#n!r#l 8agian ari ala! un!"en6alankan aksi k#n!r#l
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
16/97
Sis!e" k#n!r#l l##% !er$uka
ak!#r %en!ing: -AKTU
Kelebihan:
1 k#ns!ruksin.a seerhana an %era4a!ann.a "uah
2 le$ih "urah
* !iak aa %ers#alan kes!a$ilan
/ c#c#k un!uk keluaran .ang sukar iukur &!iak ek#n#"is 0c#n!#h: un!uk
"engukur kuali!as keluaran %e"anggang r#!i
Kelemahan:
1 gangguan an %eru$ahan kali$rasi
2 un!uk "en6aga kuali!as .ang iinginkan %erlu kali$rasi ulang ari 4ak!u
ke 4ak!u
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
17/97
9#n!#h sis!e" k#n!r#l l##% !er$uka
1 5
2 5
* 5
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
18/97
M#e 9#n!r#l
1 On& O''
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
19/97
On& O'' 9#n!r#l
1 8iasa ise$u! c#n!r#lua %#sisi
2 9#n!r#l ua s!e%
* Teknik k#n!r#l .g
"enasar
Tu6uan ari sis!e" !s$:Men6aga suhu !ank !e!a%
s!a$il
1 Ther"#s!a! ise! g suhu >7#9, suhu air .ang
ikehenaki % !ank
2 Paa kasus ini !i!ik s4ich!ing $a!as a!as >1#9 an !i!iks4i!ching $a!as $a4ah =#9
* Tera%a! $uil! in s4ich!ing i''erence seki!ar (1 #9,
seki!ar se! %#in! >7#9 %aa !her"#s!a!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
20/97
Aksi S4i!ching On& O'' Ther"#s!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
21/97
Suhu !ank )s -ak!u
Paa !i!ik A 0=#9, !her"#s!a!"erin!ah )al)e !er$uka, %erlu 4k!un! !rans'er %anas r c#il ke air
Paa !i!ik 8 0>1#9, !her"#s!a!"erin!ah )al)e !u!u%, akan !e!a%ic#il "asih $erisi ua% %anas, .g
"sh "elan6u!kan "elesa%kan%anas
Suhu air !e!a% naik, ia!as $a!asa!as an #)ersh##!F %aa !i!ik c
S4i!ching i'' $ergan!ung ari!her"#s!a! .g igunakan
O%era!ing i''$ergan!ungkarak!eris!ik a%likasi: !ank, c#il,isi
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
22/97
On& O'' 9#n!r#l
Paa asarn.a g c#n!r#l #n'',!era%a! $a!as s4i!ch
a!as an $a4ah, an )al)e !er$uka an !er!u!u%
secara %enuh, !iak aa keaaan in!er"eia!e
Keun!ungan u!a"a,seerhana an $ia.a "urah
Paling sering ia%likasikan % %erala!an elek!rik"eik
S!erilisa!#r, incu$a!#r
Kerugian u!a"a, #%era!ing i''"ungkin %! $eraa
iluar c#n!r#l .g ikehenaki #leh %r#ses
8ila c#n!r#l #n'' kurang akura! ala" hal %enga!uran
suhu "aka %erlu k#n!r#l 6enis lain
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
23/97
K#n!r#l K#n!in.u
Sering ise$u! s$g "#ula!ing c#n!r#l, $erar!i )al)e %!$ergerak secara k#n!inu un!uk "eru$ah era6a! !u!u% an $uka)al)eTiak han.a sekear $uka an !u!u% secara %enuhse%er!i %aa #n''
Tera%a! * k#n!r#l asar .g %! i!era%kan %aa k#n!r#l
k#n!in.u1 Pr#%#r!i#nal 0P
2 In!egral 0I
* Deri)a!i)e 0D
K#n!r#l k#n!inu, %! %ula s$g k#"$inasi arike!igan.a: PI, PD, PID
Aksi in!egral an eri)a!i)e "eru%akan k#reksi arik#n!r#l Pr#%#r!i#nal
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
24/97
K#n!r#l Pr#%#r!i#nal
1 Tank isu%%l. "elalui )al)e .g ia!ur "elalui $#la a%ung an g )al)e
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
25/97
Ma!e"a!ika lan6u!
Trans'#r"asi +a%lace
ungsi Trans'erDiagra" 8l#k
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
26/97
21 Trans'#r"asi +a%lace
Tarns'#r"asi +a%lace aalah sua!u "e!#e un!uk "enun6ukkan an"enganalisa sis!e" linier "enggunakan sis!e" al6a$ar Dala" sis!e"
.ang akan iselesaikan i$u!uhkan sua!u re%resen!asi la" ka4asan
$iang k#"%lek s Sis!e" linier .ang i"aksukan a%a! $eru%a
sis!e" elek!rik, "ekanik an lain(lain, !er"asuk $iang ek#n#"i
Tarns'#r"asi +a%lace aalah sua!u "e!#e un!uk "enun6ukkan an"enganalisa sis!e" linier "enggunakan sis!e" al6a$ar Dala" sis!e"
.ang akan iselesaikan i$u!uhkan sua!u re%resen!asi la" ka4asan
$iang k#"%lek s Sis!e" linier .ang i"aksukan a%a! $eru%a
sis!e" elek!rik, "ekanik an laina(lain, !er"asuk $iang ek#n#"i
8eriku! i!un6ukkan %e!a k#nse% ari %enggunaan !rans'#r"asi+a%lace an hu$ungannn.a engan %rinsi%(%rinsi% lain, khususn.a
.ang $erkai!an engan !eknik lis!rik&elek!r#nika
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
27/97
De'inisi !rans'#r"asi la%lace
( )[ ] ( ) ( ) dtetftf st
==0
sF
Trans'#r"asi +a%lace ie'inisikan se$agai hu$ungan .ang i$erikan
#leh %ersa"aan $eriku! ini
engan saalah 'rekuensi k#"%leks
Persamaan tersebut dibaca sebagai tranformasi Laplace dari f (t) adalah F(s).Fungsi
pada kawasan frekuensi F(s) bersesuaian dengan fungsi pada kawasan waktu f(t).
Syarat agar transformasi Laplace dari f(t) dapat dilakukan adalah apabila integral
dalam persamaan diatas konvergen yaitu apabila harga integrasi f(t) dari nol sampai
tak hingga merupakan harga yang tak berhingga atau secara matematis dinyatakandengan
( )
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
28/97
9#n!#h:
1 Angga% '0! aalah sua!u 'ungsi s!e% sa!uan, .ang
ii'inisikan "e"%un.ai nilai k#ns!an!a, un!uk ! G7 an n#l
un!uk ! H 7, .ang ise$u! , '0s u0! 1 8agai"ana
!rans'#r"asi la%lace 0s5
S#lu!i#n:
]ss
es
dtetudtetfsF stst
s
st !"!0#
!!)()()(
0 00
=====
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
29/97
9#n!#h
2'0! aalah sua!u 'ungsi e%#nen!ial
'0!e%0(a!, engan !G7, i"ana a
aalah sua!u k#ns!an!a, $agai"anakah
!rans'#r"asi la%lace 0s5
]as
eas
dtedteedtetfsF tastasstatst
+=
+====
++ !
)(
!)()(
0 0
0
0
)()(
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
30/97
Ta$el Trans'#r"asi +a%lace
x(t) F(s)(t) (impulse) 1
u(t) (unit step)
tn
e-at
Cos 0t
in 0t
s
!
!$+nsn
%
0
%+s
s
%
0
%
0
+s
as
!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
31/97
Ta$el Trans'#r"asi +a%lace
x(t) F(s)
te-at
tne-at
e-at
Cos 0t
e-at
in 0t
%
0
%)( ++
+
as
as
%
0
%
0
)(
++ as
!)($ ++ nasn
%)(
!
as +
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
32/97
Si'a!(si'a! Trans'#r"asi +a%lace
ifat !(t) "(s)
#elinearan a !(t) $ b y(t) a %(s) $ b &(s)
'enskalaan !(at)
eseran waktu !(t-a) e-sa%(s)
eseran frekuensi e-at!(t) %(s$a)
#onolusi waktu !(t) * y(t) %(s) &(s)
a
s
Xa
!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
33/97
Si'a!(si'a! Trans'#r"asi +a%lace
ifat !(t) "(s)
#onolusi frekuensi(modulasi)
!(t) y(t)
+iferensiasi frekuensi (-t)n!(t)
+iferensiasi waktu
,ntuk dua sisi
)(&)(%
!sYsX
j
)(sXds
d
n
n
)(txdt
d
n
n
=
!
0
)(
)0(
!)(n
k
kknn xssXs
)(sXsn
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
34/97
Si'a!(si'a! Trans'#r"asi +a%lace
ifat !(t) "(s)
/nterasi waktu
eorema nilai awal
eorema nilai akir
0
)( dttx
s
sX )(
dttx )(
+0
)(!)(
dttxss
sX
)(lim0
txt
+
)(lim ssXs
)(lim0
ssXs
)(lim txt
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
35/97
9#n!#h S#al 1:
Ten!ukan !rans'#r"asi la%lace #"ain ! ke #"ain s
Dari 'ungsi $eriku! :
1 ' 0! 2 Sin017!
2 ' 0! 27e(=!
* ' 0! 1/ 9#s 0/! / ' 0! /!2
= ' 0! >7e(/!
> '0! 17!/
? '0! 27 e17!
@ '0! 17!=
'0! 9#s !
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
36/97
9#n!#h S#al 2:
Ten!ukan !rans'#r"asi la%lace #"ain ! ke #"ain s, ari 'ungsi$eriku! engan si'a! linear:
1 e(*! 2e(/!
2 >e(2! >e(*!
* 7,=e(2! 7,=e(*!
/ !* 2sin0*!
= 270!(17Sin017!
> !&17 279#s2!
? 20Sin 02! 9#s 0*!
@ (2e(/! 2Sin0*7!
9#s017! 2!2
17 20e(*! !2
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
37/97
9#n!#h S#al *:0geseran 'rekuensi
+ea!'0!3 0s(a
1e(!9#s2!
2e*!Sin=!
*e(=!9#s>!/e(/!!2
=e(2!0 Sin *! *!
>e(/!0 9#s =! Sin =!
?Sin2! 0e>! 17@9#s=! 012 e17!
2e*!Sin/!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
38/97
9#n!#h /: 0 T+ ari !urunan %er!a"a
+'0!3 0s+' F0!3 s 0s '07
8ila '0! c#s *!, karena +'0!3
Maka + ' 0!3
1 '0! 2 Sin/!
2 '0! 17!2
* '0! 17 9#s/!
/ '0! !2 17!2
= '0! 9#s =! Sin 17!
)'( % +s
s
!))'(
(% +sss
)'('% += s
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
39/97
9#n!#h =: T+ ari !urunan ke 2
+'0!3 0s+' FF0!3 s20s s'F07 ( '07
8ila '0! c#s *!, karena +'0!3
Maka + ' F0!3
)'( % +s
s
!)0()'( %
% +
ss
ss
1 '0! 2 Sin/!
2 '0! 17!
2
* '0! 17 9#s/!
/ '0! !2 17!2
= '0! 9#s =! Sin 17!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
40/97
9#n!#h >: T+ ari in!egral
+'0!3 0s
=t
s
sFdttfL
0
)(")(#
%"%#sin
%
+
=
s
tL
)(
%"%sin#
%
0 +
= ss
tdtLt
sehingga,
1 '0! 2 Sin/!
2 '0! 17!2
* '0! 17 9#s/!/ '0! !2 17!2
= '0! 9#s =! Sin 17!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
41/97
Trans'#r"asi +a%lace In)erse
Jika !rans'#r"asi +a%lace sua!u'ungsi '0! aalah 0s, .ai!u:
+'0!3 0s, "aka !rans'#r"asi+a%lace in)erse ari 0s aalah:
+(10s3 '0!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
42/97
Ta$el Trans'#r"asi +a%lace In)erse
F(s) x(t)
u(t) (unit step)
tn n3
e-at
Cos 0t
as
!
s
!
!!+n
s
%
0
%+s
s
%
0
%
!
+s 0
0
tSin
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
43/97
9#n!#h S#al 1: 0seerhana
Ten!ukan !rans'#r"asi la%lace in)ers ari %ersa"aan $eriku!:
1 "
!#"
!*#+"
%
!#"
!*
+
%
#
%
!,
%
!!
%%
!
++
+
=
++
+
sL
s
sL
sL
ss
s
sL
tte t %sincos+%% +=
"!*
!#
%
!
+
sL
"%
!0#!
sL
"!#
!
sL
"%
#%
!
+
s
sL
2
*
/
=
> "
+#!
+
sL
"%
!#!
sL
"+
!%#!
sL
?
@
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
44/97
9#n!#h s#al 2: !iak seerhana
"#.!+
!
ssL +
"'
!-%#.%
%
!
+
s
sL
"+%
*#.+ !
sL
"
+'
%#. !
s
L
"!*'
+#.
%
!
+
+s
sL
"-
!%+#%
!
+
ssL
"'
'%#
%
!
+
s
sL
>
?
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
45/97
9#n!#h s#al *: T+I %ecahan %arsial
"+%
.+#%
!
+
sssL
!+)!)(+(
.+
+%
.+%
++
=
+
+=
+
s
B
s
A
ss
s
ss
s
Perkalian engan 0s(*0s1 ki!a %er#leh:
*s? A0s1 80s(* 0A8s A *8
Dengan "en.a"akan k##e'isien(k#e'isien A8* an A(*8? "aka A/, 8(1
!
!
+
)!)(+(
+
+
=
+
+
ssss
s
"!
!#"
+
!#"
)!)(+(
+# !!!
+
=
+
+ s
Ls
Lss
sL
tt ee = +
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
46/97
9#n!#h s#al *: T+I %ecahan %arsial
2 ")+)(%)(!(
%#
%
!
+
ssssL
"*
!*+#
%
!
+ss
sL
"%.*
!
# %!
++
+ss
s
L
"!%
#+
!
ss
sL
*
/
=
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
47/97
Transformasi Laplace Komponen Elektronika
K#"%#nen !(D#"ain s(D#"ain I"%eansi
Resis!#r LR
9a%asi!#r L1&s9
Inuk!#r L+s
dt
tdiLtV )(
)( = )()( sLsIsV =
= IdtCtV !
)( )(
!
)( sIsCsV =
)()( tRitV = )()( sRIsV =
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
48/97
9#n!#h 1: Resis!#r(9a%asi!#r 9ircui!
dttiC
tVout = )(!
)(
+= dttiCRtitVin )(!
)()(
volttVin %)( =
a Persa"aan lis!rik rangkaian
$Trans'#r"asi la%lace
)(!
)( sIsC
sVout =
)(!
)()( sIsC
RsIsVin +=
ssVin %)( =
c Ten!ukan
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
49/97
Ten!ukan
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
50/97
9#n!#h 2: 9a%asi!#r(Resis!#r 9ircui!
)()( tRitVout =
RtidttiC
tVin )()(!
)( += volttVin %)( =
a Persa"aan lis!rik rangkaian
$Trans'#r"asi la%lace
)()( sRIsVout =
RsIsIsC
sVin )()(!
)( +=
ssVin %)( =
c Ten!ukan
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
51/97
Ten!ukan
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
52/97
9#n!#h *: Rangkaian Inuk!#r(Resis!#r
a Ten!ukan %ersa"aan lis!rik
$ Ten!ukan T+
c Ten!ukan
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
53/97
9#n!#h =: Rangkaian Resis!#r
a Ten!ukan %ersa"aan lis!rik
$ Ten!ukan T+
c Ten!ukan
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
54/97
Diagram Blok
ungsi
Trans'er
B0s
a a($
$
(
R(s E(s
!(s
(G(s
"(s
#(s
#ontoh $ia%ram !lok &istem Loop Tertutup
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
55/97
ungsi Trans'er
ungsi Alih +##% Ter!u!u%:
90s B0s E0s
E0s R0s 80s
R0s C0s 90s
Dengan Eli"inasi E0s ari %ersa"aan !erse$u! "aka:
90s B0s R0s C0s 90s 3
a!au
90sR0s
B0s1 B0s C0s
'labar $ia%ram !lok
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
56/97
'labar $ia%ram !lok
B1 B2
AB1 AB1B2A
B2 B1
AB2 AB2B1A
1
2B1 B2
AB1 AB1B2AB1B2
AB1B2A
* B1
B2
A AB1AB2B1B2
AB1B2A
/ BA AB
AB
B
B
A AB
AB
= BA AB
A
B
1&B
A AB
A
B1
B2
> A
(B1
B1 B1B2
8 A 8
Diagra" 8l#k A4al Diagra" 8l#k Diseerhanakan
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
57/97
9#n!#h 1:
B1 B2
C1 C1(
R 9
a Seerhanakan iagra" $l#k !erse$u!
$ Ten!ukan 'ungsi !rans'ern.a
9#n!#h 2:B2
B1
(
R 9
a Seerhanakan iagra" $l#k !erse$u!
$ Ten!ukan 'ungsi !rans'ern.a
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
58/97
9#n!#h
9#n!#h *:
B
C
(
(R 9
a Seerhanakan iagra" $l#k !erse$u!$ Ten!ukan 'ungsi !rans'ern.a
2 IDENTIFIKASI SISTEM
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
59/97
2. IDENTIFIKASI SISTEM
&istem) *lant + !
0!
0!
Sin.al u6i& rangsangan .angi$erikan ke In%u! ari
sis!e" #r %lan!
Sin.al s!e%, i"%uls a!au
ra"%
Karak!eris!ik res%#ns#u!%u! sis!e" %aa
saa! i$eri sin.al u6i
Res%#n 4ak!u ari sua!u sis!e" k#n!r#l $iasan.a i$agi "en6ai ua:res%#n !ransien! an res%#n s!ea. s!a!e
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
60/97
Sin.al U6i
Un!uk "elaksanakan analisis sis!e" #"ain 4ak!u, sin.al u6i $eriku!$iasan.a sering igunakan:
ungsi s!e%: 'ungsi s!e% "engga"$arkan sua!u %eru$ahan .ang !i$a(!i$a%aa )aria$el in%u! acuan Paa !H7 sin.al aalah 7, se"en!ara sin.al aalah
A %aa saa! !; 7
0! A, !;7 7, ! H7
Di"ana A aalah sua!u k#ns!an!a
,(t
A
!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
61/97
Sin.al U6i
un%si Ramp: aalah se$uah sin.al .ang "e"%un.ai %eru$ahan nilai .angk#ns!an engan la6u .ang sa"a !erhaa% 4ak!u Dan a%a! in.a!akanse$agai $eriku!:
0! A!, ! ; 7
7, ! H 7
,(t
!
Sl#%e A
S
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
62/97
Sin.al U6i
un%si impulse: 'ungsi i"%ulse "engga"$arkan sua!u sin.al $er$en!uk%ulsa engan le$ar %ulsa .ang sanga! se"%i!, an a"%li!u# !er!en!u
0! )(t
,(t
!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
63/97
(a
(b
M l M ! !ik
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
64/97
M#el Ma!e"a!ika
Tt
etx
= +0+0)(
!!
+0)(
+=Ts
sX
o/el atematika /ari &istem
*L'0T R$E
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
65/97
STEP RESPONS PADA PLANT ORDE 1
KKTs 1Ts 1
,(s 4(s'
0 ! A 0s A&s
)!()(
+
=
Tss
AKsY
)(
!!T
ssT
AK
+
=
)(!
Ts
T
s
T
T
AK
+
=
)!!
()(!T
ssAKsY
+
=
)!()( Tt
eAKty
=
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
66/97
0)!()0(0 0 === eAKyt
AKeAKyt === )!()(
AKeAKTyTt *+%.0)!()( ! ===
R Si ! O I
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
67/97
Res%#n Sis!e" Ore I
RE&*0 &&TE
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
68/97
Respons TransientRespons TransientDin.a!akan ala" ukuran T, ukuran 4ak!u .g "en.a!akan kece%a!anres%#ns 0 iukur "ulai !7 s& res%#ns "enca%ai 7>*2 ari s!ea. s!a!e
Respons &tea/5 &tateRespons &tea/5 &tateDin.a!akan ala" err#r %#sisi rela!i' %aa keaaan s!ea. s!a!e, a!au
ise$u! error steady state relatifYssXssEss =
Xss
YssXssEss
=
!00 xA
AKA
EssEss
==
!00)!( xKEss =
RE&*0 &&TE
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
69/97
#ontoh Kasus:Se$uah %lan! inku$a!#r $ak!eri "e"%un.ai karak!eris!ik res%#ns #u!%u!
se$agai $eriku! Ten!ukan k#ns!an!a 4ak!u %lan! T, k#ns!an!a %lan! K, Err#r
s!ea. s!a!e, an "#el "a!e"a!ika %lan!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
70/97
$ari %rafik respons output /apat /itentukan:
%aa saa! Te"%era!ure se$esar 7>*2 ari #u!%u! s!ea. s!a!e,"aka 7>*2 *?
2=7 #9
Sehingga, T ? "eni!
/27 e!ik
K 0 k#ns!an!a %lan! Ou!%u! s!ea. s!a!e& se! %#in! *?& /7 72=
Er#r S!ea. S!a!e 0 1 ( 72= 177
7?=
6.77286.7728
926s 1926s 1
,(s 4(s
M#el "a!e"a!ika %lan! Incu$a!#r 8ak!eri a%a!
i4akili g $l#k iagra" !erse$u!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
71/97
#ontoh 1:Se$uah %lan! %e"$angki! !egangan !inggi un!uk !a$ung sinar , "e"%un.ai
karak!eris!ik res%#ns #u!%u! se$agai $eriku! Ten!ukan a K#ns!an!a T, $
k#ns!an!a K, cErr#r s!ea. s!a!e an M#el Plan!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
72/97
9#n!#h 2 :8ua! gra'ik res%#ns %lan! incu$a!#r #re 1, $ila %lan! !erse$u!
"e"%un.ai err#r s!ea. s!a!e = , engan "e"isalkan, in%u! se! %#in!
*?#9
6.86.8
366s 1366s 1
,(s 4(s
a Ten!ukan K
$ Ten!ukan T
c Ten!ukan suhu %aa saa! !T
Ten!ukan gra'ik res%#n
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
73/97
9#n!#h * :8ua! gra'ik res%#ns %lan! "#!#r D9 #re 1, $ila %lan! !erse$u!
"e"%un.ai err#r s!ea. s!a!e 2,= , engan "e"isalkan, in%u! se!
%#in! 177 RPM
6.86.8186s 1186s 1
,(s 4(s
a Ten!ukan K
$ Ten!ukan Tc Ten!ukan suhu %aa saa! !T
Ten!ukan gra'ik res%#n
3 DISAIN
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
74/97
3. DISAIN
KONTROLLERK#n!r#ller aalah : k#"%#nen ari sis!e" .ang $er'ungsi "eng#lahsin.al a!au in'#r"asi ari sens#r "en6ai sin.al k#n!r#lKONTRO++ER (; ENERBI : 1 Elek!r#nika
2 Pneu"a!ik
* Cir#lik
TIPE KONTRO++ER : 1 ON& O
2 KONTRO++ER P
* KONTRO++ER PI
/ KONTRO++ER PD
= KONTRO++ER PID
K#n!r#ller Plan!
(
R0s 90s
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
75/97
*1 Disain k#n!r#ller !i%e P un!uk %lan! #re 1K
Ts 1Plan! Ore 1 ;
90sR0s
KTs 1K%
R0s 90s
(
ungsi Trans'er
!&
&
+
=
sT
K
!
!
!)(
)(
+
+
+=
Ts
KpKTs
KpK
sR
sC
KpKTs
KpK
++=
!
!!
!
+
+
+=
sKpK
T
KpK
KpK
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
76/97
)!(
&
KpK
KpKK
+
=
!
&
+=KpK
TT
Kesi"%ulan: Plan! #re I g k#n!r#ller P, "enghasilkanSis!e" #re I .g $aru g:
S%esi'ikasi !ransien! .ang $aru:
)!(!& =
T
T
KKp
S%esi'ikasi s!ea. s!a!e .ang $aru
!00)!( & xKEss =
&!!00
KEss =!00
!& EssK =,
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
77/97
!00!
!Ess
KpKKpK =+
!00
!
!!EssKpK
KpK
=+,
!00
!
!!! EssKpK
=+
)!
!00(
!=
EssKKp
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
78/97
Ta"%ak $ah4a '#r"ulasi K% $er$ea un!uk %e"enuhan s%ek !ransien! ans%ek s!ea. s!a!e
Jika s%ek !ransien! .ang ingin ica%ai :
)!(!
& =
T
T
KKp TQH T
!00)!!( xKpK
KpK
Ess +=
Jika s%ek s!ea. s!a!e .ang ingin ica%ai
)!
!00(
!=
EssK
Kp
!
&
+
=
KpK
TT
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
79/97
9#n!#h9#n!#h11: se$uah %lan! incu$a!#r, i4akili engan "#el "a!e"a!ika #reI, ala" 'ungsi !rans'er :
%0
)(
)(
+
=
ssR
sC
A Rencanakanlah k#n!r#ller !i%e P see"ikian ru%a sehingga res%#n
#u!%u! !ransien! hasil isain / kali le$ih ce%a! ari sis!e" asal, hi!ung err#r
s!ea. s!a!e!%.0
%0
)(
)(
+
=
+
=
sssR
sC , K / an T 72 "eni!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
80/97
TQ T& / 72& / 77= "eni!)!(
!& =
T
T
KKp
Para"e!er :
/+)!0.0
%.0(
!==Kp
#p#p 7?= 7?=
!00)!
!( xKpK
KpKEss
+
=
%!00)!
!( +
+
=+
= xx
x
Ess
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
81/97
1k
+
-
U2
17?
*
2
>
?
/
1k
1k
R2
+
-
U*
17?
*
2
>
?
/
1k
17k
1
*
2
?
/
7?=
%0
+s
K#n!r#ller !i%e P %lan!
(
Se!%#in!
I"%le"en!asi %aa rangkaian elek!r#nika
Err#r De!ek!#r
Se!!ing K% a!au gain 7?=
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
82/97
8 Rencanakanlah k#n!r#ller !i%e P see"ikian ru%a sehingga res%#n
#u!%u! err#r s!ea. s!a!e hasil isain =
!%.0
%0
)(
)(
+
=
+
=
sssR
sC, K / an T 72 "eni!
)!
!00(
!=
EssKKp
)!
!00(
!=Kp
.=
!
&
+
=
KpK
TT
!)(.
%.0&
+
=T
0!0=
K#ns!an!a Pr#%#rsi#nal K#n!r#ller :
K#ns!an!a -ak!u Transien! K#n!r#ller :
"eni!
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
83/97
/?= %0+s
K#n!r#ller !i%e P %lan!
(
Se!%#in!
1k
+
-
U2
17?
*
2
>
?
/
1k
1k
R2
+
-
U*
17?
*
2
>
?
/
1k
17k
1
*
2
?
/
IMP+EMENTASI RANBKAIAN E+EKTRONIKA
Se!!ing K% a!au gain /?=
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
84/97
S#al(s#al
1 Rencanakan k#n!r#ller !i%e P %aa %lan! #re I %e"$angki! !egangan !inggi,engan "#el "a!e"a!ika s$$:
%!00
!%0
)(
)(
+
=
ssR
sC
2 Rencanakan k#n!r#ller !i%e P %aa %lan! #re I %e"$angki! !egangan
!inggi, engan "#el "a!e"a!ika s$$:
%!00
!%0
)(
)(
+
=
ssR
sC
Ten!ukan: K%, TQ, agar i%er#leh s%ek err#r s!ea. s!a!e se$esar =
8agai"ana iagra" $l#k an rangkaian elek!r#nikan.a 5
Ten!ukan: a Bra'ik Transien!, TQ, K% an Ess agar i%er#leh s%ek
!ransien! .ang le$ih ce%a! 2 kali ari se$elu"n.a 8agai"ana iagra"$l#k an rangkaian elek!r#nikan.a5
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
85/97
3.3.22. $isain kontroller tipe *. $isain kontroller tipe *untuk plant or/e 1untuk plant or/e 1
KTs 1
R0s90s
(
)!
(sT
sTKp
i
i +
Ke!erangan:
iT : K#ns!an!a 4ak!u in!egrasi k#n!r#llerK% : K#ns!an!a %r#%#rsi#nal k#n!r#ller
)!
)(!
(!
)!
)(!
(
)(
)(
+
+
+
+
+
=
Ts
K
sT
sTKp
Ts
K
sT
sTKp
sR
sC
i
i
i
i
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
86/97
Jika Ti i%ilih sa"a engan T "aka
)!
)(!
(!
)!
)(!
(
)(
)(
+
++
+
+
=
Ts
K
Ts
TsKp
Ts
K
Ts
TsKp
sR
sC
Ts
KpKTs
KpK
+
=
! !
!
+
=
sKpK
T!&
!
+=
sT
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
87/97
KpK
T
KpK
TT i ==&
Plan! #re I g k#n!r#ller PI, 6ika Ti T "k "enghasilkan %lan! #re I
engan k#ns!an!a 4ak!u !ransien! TQ an k#ns!an!a %lan! KQ
KQ 10!00)!( & == xKEss
9#n!#h 1: Se$uah %lan! incu$a!#r #re I
%0
)(
)(
+
=
ssR
sC
Ten!ukan, Diagra" $l#k sis!e", k#ns!an!a K, K%, T, Ti an !en!ukan
i"%le"en!asi rangkaian elek!r#nikan.a
Rencanakan k#n!r#ller PI agar res%#n #u!%u! !ransien! hasil isain
"e"%un.ai k#ns!an!a 4ak!u TQ 7,7= e!ik, engan Ti T
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
88/97
!%0
+
=
s
%0
)(
)(
+
=
ssR
sC
!)(00
%0
&===
KT
TKp
&L;&:&L;&:
Dari %ers !erse$u! "aka a%a! i!en!ukan: T Ti
7,2 e!ik an K /
TQ 7,7= e!ik
KTs 1
R0s90s
(
)!
!( sTKp i+
8agian k#n!r#ller in!egral
mplementasi pa/a ran%kaian elektronika
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
89/97
+
-
1 7 ?
*
2
>
?
/
R 2
1 k
R 1
1 k
< 9 9 +
-
U 2
*
2
>
?
/
1 k
1 7 k
1
*
2
1 k
R 1
P L A N T+
-
U *
1 7 ?
*
2
>
?
/
R i
9 i
1 k
+
-
U 2
*
2
>
?
/
mplementasi pa/a ran%kaian elektronika
K#n!r#ller In!egral
K#n!r#llerPr#%#rsi#nal
iii CRT =K#ns!an!a 4ak!u In!egral :
K#ns!an!a Pr#%#rsi#nal K#n!r#ller :!
%
R
RKp =
Dala" s#al !erse$u! ia!as $era%akah nilai Ri, 9i, R2an R1 5
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
90/97
Se$uah %lan! incu$a!#r #re I
!
)(
)(
+
=
ssR
sC
Ten!ukan, Diagra" $l#k sis!e", k#ns!an!a K, K%, T, Ti an !en!ukan
i"%le"en!asi rangkaian elek!r#nikan.a
Rencanakan k#n!r#ller PI agar res%#n #u!%u! !ransien! hasil isain
"e"%un.ai k#ns!an!a 4ak!u TQ = 7, e!ik, engan Ti T
9#n!#h
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
91/97
3.3. $isain kontroller tipe *$ untuk plant or/e 13.3. $isain kontroller tipe *$ untuk plant or/e 1R0s90s
(
)!( sTK dp +
Ke!erangan:
dT : K#ns!an!a 4ak!u i''erensial k#n!r#llerK% : K#ns!an!a %r#%#rsi#nal k#n!r#ller
!+Ts
K
!
)!(!
!
)!(
)(
)(
+
+
+
+
+
=
Ts
sTKKTs
sTKK
sR
sC
dp
dp
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
92/97
Jika T i!uning sa"a engan T"aka :
!
)!(!
!
)!(
)(
)(
+
+
+
+
+
=
Ts
sTKKTs
sTKK
sR
sC
dp
dp
KK
KK
p
p
+
=
!
9#n!#h S#al UAS
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
93/97
9#n!#h S#al UAS
Se$uah sis!e" %enga!uran %u!aran "#!#r, engan iagra" $l#k s$$:
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
94/97
Casil %engukuran un!uk "asukan s!e% * )#l!, "e"$erikanres%#n #u!%u! s$$:
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
95/97
Rencanakanlah rangkaian k#n!r#ller !i%e P, see"ikian ru%a
sehingga 4ak!u res%#n aalah / kali le$ih ce%a!a Ten!ukan T
$ Ten!ukan K
c Ten!ukan K%
Ess
e Ten!ukan iagra" $l#k' Ten!ukan rangkaian anal#g ari k#n!r#ller !s$, $eriku! R2 an R1
)!(!
& =
T
T
KKp
!00)!
!( xKpK
KpKEss
+=
8agai"ana $ila k#n!r#ller .g iinginkan !i%e PI 5
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
96/97
8agai"ana $ila k#n!r#ller .g iinginkan !i%e PI 5
Rencanakanlah rangkaian k#n!r#ller !i%e PI, see"ikian ru%a
sehingga 4ak!u res%#n aalah / kali le$ih ce%a!a Ten!ukan TTi
$ Ten!ukan K
c Ten!ukan K%
Ten!ukan iagra" $l#k
e Ten!ukan rangkaian anal#g ari k#n!r#ller !s$, $eriku! R2 an R1,Ri an 9i
' K " R 0 4 '
7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt
97/97
TANKS A+OTTR'K'&"
MATUR SU-ON