Dasar Sistem Kendali 1

Dasar Sistem Kendali

Nuryono Satya Widodo, S.T., M. Eng.

Dasar Sistem Kendali 2

Apakah Sistem Kendali itu?

• Interkoneksi sejumlah komponen membentuksuatu konfigurasi sistem yang mampumengarahkan, mengatur, memerintahkan dirinyasendiri atau sistem lain untuk mencapai kekondisi/nilai tertentu

• Studi bidang Kendali memberikan kepada kitametode untuk menganalisis & memahamiperilaku suatu sistem ketika diberikan input tertentu

• Studi ini juga memberikan metode untukmencapai respon sistem yg diinginkan

Dasar Sistem Kendali 3

Dasar Sistem Kendali 4

Contoh

Dasar Sistem Kendali 5

Contoh• Mobil yg sedang

berjalan• Pada kondisi normal

arah mobil secarakontinyu diatur sesuaifeedback yg diterimapengemudi

Dasar Sistem Kendali 6

Cara Menyatakan Sistem• Diagram Blok menunjukkan hubungan antar

komponen• Pengemudi melakukan sejumlah fungsi

termasuk pengukuran, kendali & pemilihanjalur

Dasar Sistem Kendali 7

Cara Menyatakan Sistem• Blok untuk pengemudi dpt di-expand utk

menunjukkan fungsi yg dilakukannya

Dasar Sistem Kendali 8

Sistem Kendali scr Umum• Pada umumnya Sistem Kendali dapat

ditunjukkan dgn adanya komponen berikut

Dasar Sistem Kendali 9

Definisi• Reference/masukan acuan/set point :sinyal yg

menyatakan kondisi atau tindakan yg harusdicapai atau dilakukan oleh sistem

• Error :Selisih antara output yg dihasilaknterhadap reference (e = setpoint-process value)

• Controller/pengendali :Komponen yg diperlukanutk mengolah error menjadi sinyalkendali(komponen yg menetapkan aksipengendalian)

• Control Signal/sinyal pengendalian :sinyal ygdigunakan utk menggerakkan aktuator yg mrpkhasil operasi&manipulasi terhdp error

Dasar Sistem Kendali 10

Definisi• Plant : seperangkat peralatan yg terdiri dari beberapa

bagian yg bekerja bersama-sama untuk melakukanoperasi tertentu

• Actuator :piranti yg digunakan utk menggerakkan ataumengatur proses

• Proses :Operasi yg berlangsung kontinyu, terdiri daribeberapa aksi atau perubahan yg dikendalikan utkmencapai hasil tertentu

• Disturbances/gangguan :sinyal yg tdk diinginkan yg ikutmempengaruhi nilai keluaran

• Ouput/Process Value :Keadaan atau hasil/besaran drplant

• Feedback :fungsi dr keluaran yg dioperasikan scr aljabardgn reference utk memperoleh sinyal error

Dasar Sistem Kendali 11

Sistem Kendali Closed Loop• Sistem Kendali closed loop(kalang tertutup) menggunakan

elemen feedback, yaitu keluaran sistem diumpanbalikkan dandioperasikan scr aljabar dgn setpoint/reference utk memperolehsinyal error yg digunakan sbg dasar aksi pengendalian, sehinggakeluaran mempengaruhi aksi pengendalian

Dasar Sistem Kendali 12

Sistem Kendali Open Loop• Sistem kendali open loop(kalang terbuka) tidak

menggunakan elemen feedback, sehingga keluarantdk mempengaruhi aksi pengendalian yg dilakukan

Dasar Sistem Kendali 13

Kendali Suhu Ruangan• Tingkat perubahan

suhu terhadapperbedaan suhu

• Tanpa feedback sistem akanmencapai steady state yg berbeda-beda tergantunglingkungannya

Dasar Sistem Kendali 14

Sistem Kendali Mekanis• Cistern Fill adalah

variable terkendali• Float ball sebagai

feedback

• Valve tertutup ketikatinggi air meningkat

Dasar Sistem Kendali 15

Contoh Kendali open loop• Output yg

dikendalikan adalahhasilpanggangan/bakaran

• Pengguna mengaturlamanya waktu danwarna yg diinginkan

• Sistem tidakmenanggulangiadanya perubahanwatak komponen

Dasar Sistem Kendali 16

Awal Sistem Kendali

Dasar Sistem Kendali 17

Flyball Governor• Prinsip Kerja & Operasi : Pengatur kecepatan ini

bekerja berdasarkan gaya sentrifugal

Dasar Sistem Kendali 18

Sistem Kendali• Servomekanisme : Sistem kendali berumpan

balik dengan keluaran berupa posisi, kecepatan, ataupun percepatan mekanik– Kendali motor listrik

• Sistem regulator : Sistem kendali berumpanbalik dengan masukan acuan atau keluaran ygdiinginkan konstan atau berubah secara lambatterhadap waktu meskipun sistem mengalamigangguan– Sistem pemanas ruangan dengan thermostat

Dasar Sistem Kendali 19

Manfaat Sistem Kendali

• Memudahkan manusia mendapatkankinerja/hasil suatu sistem sesuai denganyg diinginkan

• Meningkatkan kualitas, menurunkan biayaoperasi, serta mempertinggi laju produksi

• Menggantikan manusia/mengurangi peranmanusia untuk melakukan pekerjaan ygrutin&membosankan, berbahaya, ataupunmemerlukan ketelitian tinggi

Dasar Sistem Kendali 20

Kriteria Sistem Kendali

Kriteria yg harus dipenuhi sistem kendali:• Kemampuan menanggulangi gangguan• Error pada kondisi steady state (keadaan

mantap/tunak)• Karakteristik tanggapan

transient/peralihan yg sesuai• Sensitifitas terhdp perubahan parameter

plant/proses

Dasar Sistem Kendali 21

Masalah yg dihadapiMasalah yg harus dipecahkan:

• Memilih elemen feedback/sensor yg sesuai utkmengukur keluaran plant

• Memilih aktuator yg sesuai utk plant/proses ygdikendalikan

• Menyusun persamaan/model dr plant, aktuatordan sensor yg telah dipilih

• Merancang pengendali berdasarkan model ygdikembangkan dan kinerja/kriteria yg ingindicapai

Dasar Sistem Kendali 22

Masalah yg dihadapi

• Melakukan evaluasi secara analitis terhdprancangan yg dibuat dengan simulasi, dilanjutkan pengujian sistem fisik

• Jika tes fisik tidak memuaskan langkah-langkah di atas diulangi kembali

Dasar Sistem Kendali 23

Kesimpulan

• Untuk memahami kinerja sistem, kitaharus mampu memodelkan sistem

• Teknik Kendali menyediakan metode dananalisis untuk memahami dan mengukurwatak dan kinerja suatu sistem

Dasar Sistem Kendali 24

Referensi

• Phillips, C. L. dan Harbor, R.D.(terjemah),1996, Sistem Kontrol-Dasar-dasar, edisi 3, Jakarta:Erlangga

• Katsuhiko Ogata,Teknik KontrolAutomatik, jilid 1, Erlangga

• Kuo,B.J.(terjemah),1998, Teknik KontrolAutomatik, Jakarta:Erlangga

• Curtis Johnson, Process Control & Instrumentation Tech.