Slide 1

Pendahuluan
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Sistem Kontrol
variabel
Pengukuran variabel
Sensor
Input
Variabel
Plant/Sistem
Komponen-komponen sistem kendali
Contoh: pedal gas sepeda motor
pemanggang roti (toaster)
Sistem di atas adalah open loop control system
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Ilustrasi
Example of control system: elevator/lift di gedung bertingkat
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Sistem Kontrol Jerat Terbuka
dan Jerat Tertutup
Open loop
Closed loop
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Ilustrasi
Sistem pendaratan pesawat terbang
pilot
Posisi yg
+
diinginkan
pesawat
compensator
Mekanisme
aileron
sensor
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Badan
Pesawat
Posisi lateral
Fungsi Sistem Kontrol
•
•
•
•
Power amplification
Remote Control
Convenience input form
Compensation for disturbance
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Analisa dan Perancangan
Sistem Kontrol
• 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
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Respons transien : Ilustrasi
Unjuk kerja lift
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
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Respons tunak: Ilustrasi
Lift harus berhenti tepat di lantai yg dituju
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Stabilitas : Ilustrasi
Selain memenuhi kriteria respons transien dan respons tunak, sistem
kontrol harus stabil
Contoh: rolling dari pesawat terbang
unstable
stable
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Tahap-tahap perancangan
sistem kontrol
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
gambarkan diagram blok yang meliputi interkoneksi semua sistem yang
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
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
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
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Solusi
Subsistem
Temperature
+
thermostat
Subsistem
controller
Katup bahan
bakar
Plant
Sensor temperatur
Subsistem
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Temperatur
aktual
-
Detail subsistem
Subsistem katup bahan bakar
Tegangan/arus
controller
Katup bahan
bakar
Laju aliran bahan bakar
Subsistem Plant
Laju aliran bahan bakar
temperatur
Plant
Subsistem sensor
Tegangan/arus
Sensor temperatur
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1
Temperatur
•
•
Latihan-latihan
Sebuah sistem kontrol kecepatan motor listrik mempunyai input berupa tegangan yang
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
(aktuator misalnya dalam bentuk motor listrik yang memutar katup karburator). 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
Dasar Sistem Kontrol, Kuliah 1