PRAKTIKUM

Dasar Sistem Kendali

LABORATORIUM ELEKTRONIKA KENDALIJurusan Teknik Elektro -FTI UNISSULA

Jl. Raya Kaligawe Km.4 Semarang 50112 PO. Box. 1054/SMTelp. 024-6583584 Psw. 364 Faks. 024-6582455

http://www.elektro.unissula.ac.id

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNISSULA

MODUL 1

Praktikum Dasar Sistem Kendali 1

SISTEM KONTROL DASAR I. Tujuan:

1. Memahami dasar-dasar pengendalian 2. Mengerti tentang karakteristik integrator dan deferensiator 3. Memahami pengunaan integrator deferensiator untuk pengendalian.

II. Dasar Teori

Dalam bidang kendali dikenal berbagai jenis sistem pengendalian antara lain:

pengendali proporsional

pengendali integral

pengendali deferensial

pengendali gabungan Fungsi alih dari system diatas adalah sebagai berikut:

pengendali proporsional : Kp

pengendali integral : 1/s

pengendali deferensial : ds

pengendali gabungan : tergantung subsistem penyusunnya

Untuk lebih jelasnya berikut digambarkan mengenai system pengendalian integral:

Gambar 1.1 Diagram blok pengendali integral

Jenis-jenis pengendalian tersebut mempunyai karakteristik yang berbeda-beda terutama dalam pencapaian kestabilan sistem.

R(S)-X(S) C(s) (keluaran

+

-

Ki/s

X(S) (Masukan)

R(S) (Patokan)

MODUL 1

Praktikum Dasar Sistem Kendali 2

III. Langkah-langkah percobaan III.1. Percobaan 1 1. Buka model dengan nama file unit1_1 menggunakan MATLAB SIMULINK 2. Periksa masukan berupa sinus dengan amplitude 2 dan frekuensi 0,3 rad/s 3. Jalankan simulink dengan mengklik tombol start 4. Amatilah masukan dan keluaran integrator dan deferensiator 5. Ubah masukan dengan bentuk gigi gergaji dengan amplitude 2 dan

frekuensi 0,3 rad/s 6. Jalankan simulink dengan mengklik tombol start 7. Amatilah masukan dan keluaran integrator dan deferensiator 8. Ulangi langkah 5 sampai 7 untuk gelombang masukan kotak dengan

amplitudo dan frekuensi sama seperti langkah sebelumnya 9. Jika gambar pada scope tidak jelas gunakan zoom out/in untuk

memperjelas III.2. Percobaan 2 1. Buka model dengan nama file unit1_2 menggunakan MATLAB SIMULINK 2. Periksa masukan berupa sinus dengan amplitude 3 dan frekuensi 0,4 rad/s 3. Periksa patokan berupa gigi gergaji dengan amplitudo dan frekuensi yang

sama dengan masukan 4. Jalankan simulink dengan mengklik tombol start 5. Amatilah patokan, masukan dan keluaran sistem kendali integral 6. Ubah patokan menjadi bentuk sinus kemudian kotak dengan dengan

amplitudo dan frekuensi yang sama dengan masukan 7. Amatilah patokan, masukan dan keluaran sistem kendali integral 8. Ubah masukan dengan bentuk gigi gergaji kemudian kotak dengan

amplitude 3 dan frekuensi 0,4 rad/s 9. ulangi langkah ke-3 sampai 7 10. Jika gambar pada scope tidak jelas gunakan zoom out/in untuk

memperjelas III.3 Percobaan 3 1. Buka model dengan nama file unit1_3 menggunakan MATLAB SIMULINK 2. Periksa masukan berupa sinus dengan amplitude 4 dan frekuensi 0,5 rad/s 3. Periksa patokan berupa gigi gergaji dengan amplitudo dan frekuensi yang

sama dengan masukan 4. Jalankan simulink dengan mengklik tombol start 5. Amatilah patokan, masukan dan keluaran sistem kendali deferensial 6. Ubah patokan menjadi bentuk sinus kemudian kotak dengan dengan

amplitudo dan frekuensi yang sama dengan masukan 7. Amatilah patokan, masukan dan keluaran sistem kendali integral 8. Ubah masukan dengan bentuk gigi gergaji kemudian kotak dengan

amplitude 4 dan frekuensi 0,5 rad/s 9. ulangi langkah ke-3 sampai 7 10. Jika gambar pada scope tidak jelas gunakan zoom out/in untuk

memperjelas

MODUL 1

Praktikum Dasar Sistem Kendali 3

III.4 Percobaan 4 1. Buka model dengan nama file unit1_4 menggunakan MATLAB SIMULINK 2. Periksa masukan berupa sinus dengan amplitude 5 dan frekuensi 0,6 rad/s 3. Periksa patokan berupa gigi gergaji dengan amplitudo dan frekuensi yang

sama dengan masukan 4. Jalankan simulink dengan mengklik tombol start 5. Amatilah patokan, masukan dan keluaran sistem kendali deferensial

integral 6. Ubah patokan menjadi bentuk sinus kemudian kotak dengan dengan

amplitudo dan frekuensi yang sama dengan masukan 7. Amatilah patokan, masukan dan keluaran sistem kendali integral 8. Ubah masukan dengan bentuk gigi gergaji kemudian kotak dengan

amplitude 5 dan frekuensi 0,6 rad/s 9. ulangi langkah ke-3 sampai 7 10. Jika gambar pada scope tidak jelas gunakan zoom out/in untuk

memperjelas III.5 Percobaan 5 Ulangi percobaan 4 dengan mengganti numerator dan denumerator integrator dengan cara sebagai berikut:

1. Double klik pada bagian integrator 2. Pada layar akan terlihat transfer function dari integrator 3. Ubah parameternya:

numerator yang semula [3] ubah menjadi [9]

denumerator yang semula [7 0] ubah menjadi [10 0] 4. Setelah langkah tersebut selesai klik tombol Ok dan ikuti langkah-

langkah percobaaan keempat

MODUL 1

Praktikum Dasar Sistem Kendali 4

IV. Lembar Pengamatan IV.1 Percobaan 1

Masukan

Deferensiator Integrator

Gambar Masukan Gambar keluaran Gambar Masukan Gambar keluaran

Sinus dengan A=2 dan f=0,3 rad/s

Gigi gergaji dengan A=2 dan f=0,3 rad/s

Kotak dengan A=2 dan f=0,3

rad/s

MODUL 1

Praktikum Dasar Sistem Kendali 5

IV.2 Percobaan 2 Keluaran Sistem Pengatur Integral

MASUKAN PATOKAN

sinus A=3, f=0,4 rad/s gigi gergaji A=3, f=0,4 rad/s kotak A=3, f=0,4 rad/s

sinus A=3, f=0,4 rad/s

gigi gergaji A=3, f=0,4 rad/s

kotak A=3, f=0,4 rad/s

MODUL 1

Praktikum Dasar Sistem Kendali 6

IV.3 Percobaan 3 Keluaran Sistem Pengatur Deferensial

MASUKAN PATOKAN

sinus A=4, f=0,5 rad/s gigi gergaji A=4, f=0,5 rad/s kotak A=4, f=0,5 rad/s

sinus A=4, f=0,5 rad/s

gigi gergaji A=4, f=0,5 rad/s

kotak A=4, f=0,5 rad/s

MODUL 1

Praktikum Dasar Sistem Kendali 7

IV.4 Percobaan 4 Keluaran Sistem Pengatur Deferensial Integral

MASUKAN PATOKAN

sinus A=5, f=0,6 rad/s gigi gergaji A=5, f=0,6 rad/s kotak A=5, f=0,6 rad/s

sinus A=5, f=0,6 rad/s

gigi gergaji A=5, f=0,6 rad/s

kotak A=5, f=0,6 rad/s

MODUL 1

Praktikum Dasar Sistem Kendali 8

IV.5 Percobaan 5 Keluaran Sistem Pengatur Deferensial Integral dengan mengganti tetapan integrasi

MASUKAN PATOKAN

sinus A=5, f=0,6 rad/s gigi gergaji A=5, f=0,6 rad/s kotak A=5, f=0,6 rad/s

sinus A=5, f=0,6 rad/s

gigi gergaji A=5, f=0,6 rad/s

kotak A=5, f=0,6 rad/s

MODUL 1

Praktikum Dasar Sistem Kendali 9

V. Pertanyaan 1. Bagaimana karakteristik integrator untuk masukan sinus, gigi kergaji dan

gelombang kotak? 2. Bagaimana karakteristik deferensiator untuk masukan sinus, gigi kergaji

dan gelombang kotak? 3. Bagaimana sifat-sifat pengendali integral, deferensial dan gabungannya? 4. Apa yang terjadi dengan adanya pengubahan tetapan deferensial dan

integral?

MODUL 2

Praktikum Dasar Sistem Kendali 1

PEMODELAN SISTEM

I. Tujuan:

1. Memahami dasar-dasar pemodelan sistem kontrol 2. Mengerti konsep tempat kedudukan sistem atau state space 3. Memahami dasar analisa sistem kendali

II. Dasar Teori

Dalam perancangan sistem kontrol terdapat berbagai cara. Teori kontrol klasik menggunakan konsep fungsi alih. Analisis dan desain dilakukan dalam daerah s dan/ atau daerah frekuensi. Teori kontrol modern mendasarkan konsep pada tempat kedudukan atau state space. Teori kontrol modern muncul karena pada teori kontrol klasik sulit untuk menangani sistem dengan banyak masukan atau keluaran.

Langkah-langkah desain sistem kontrol adalah sebagai berikut: 1. Mendapatkan model matematis dari: sistem, sensor aktuator. 2. Merancang kontroller dengan sistem loop tertutup yang memenuhi

spesifikasi model matematis, kontroller yang didesain merupakan penyelesaian dari model matematis tersebut..

3. Membuat simulasi model tersebut dengan komputer dan mengetes tanggapan sistem terhadap berbagai macam sinyal dan gangguan.

4. membuat prototype dan mengetesnya kembali. hal ini karena pada prakteknya komponen kontrol tidak bias 100% sama dengan mosel yang dibuat.

Berikut akan disajikan pemodelan massa pegas: Gambar 2.1 Sistem massa pegas Model matematis dari sistem tersebut adalah sebagai berikut: m.y’’ +k.y = y

y

m

k

f

MODUL 2

Praktikum Dasar Sistem Kendali 2

Dalam kawasan s model itu dapat digambarkan sebagai berikut: Gambar 2. Pemodelan massa pegas sederhana Disamping metode klasik tersebut terdapat juga teori kontrol modern yang mendasarkan pada persamaan tempat kedudukan: x’(t) = Ax(t) + Bu(t) y(t) = Cx(t) + Du(t) dengan: A: Matriks keadaan B: Matriks masukan C: Matriks keluaran D: Matriks transmisi langsung III. Langkah-langkah percobaan III.1. Percobaan 1 1. Buka model dengan nama file unit2_1 menggunakan MATLAB SIMULINK 2. Periksa masukan berupa sinus dengan amplitude 2 dan frekuensi 0,3 rad/s 3. Jalankan simulink dengan mengklik tombol start 4. Amatilah gambar pad ascope 1, 2 dan 3 5. Ubah masukan dengan bentuk gigi gergaji dengan amplitude 2 dan

frekuensi 0,3 rad/s 6. Jalankan simulink dengan mengklik tombol start 7. Amatilah gambar pad ascope 1, 2 dan 3 8. Ulangi langkah 5 sampai 7 untuk gelombang masukan kotak dengan

amplitudo dan frekuensi sama seperti langkah sebelumnya 9. Jika gambar pada scope tidak jelas gunakan zoom out/in untuk

memperjelas III.2. Percobaan 2 1. Buka model dengan nama file unit2_ menggunakan MATLAB SIMULINK 2. Periksa masukan berupa sinus dengan amplitude 3 dan frekuensi 0,4 rad/s 3. Jalankan simulink dengan mengklik tombol start

f/m

y y’ y’’

-

+ 1/s 1/s

k/m

MODUL 2

Praktikum Dasar Sistem Kendali 3

4. Dilayar akan terdapat pesan error 5. hentikan simulasi dan perbaiki simulasi dengan mengubah parameter salah

satu bloknya, silahkan dianalisa bagian yang anda anggap salah! 6. Save as model tersebut dengan nama anda. 7. Jalankan model tersebut 8. Amatilah gambar pada scope 1, 2 dan 3 9. Ubah masukan dengan bentuk gigi gergaji dengan amplitude 3 dan

frekuensi 0,4 rad/s 10. Jalankan simulink dengan mengklik tombol start 11. Amatilah gambar pad ascope 1, 2 dan 3 12. Ulangi langkah 9 sampai 11 untuk gelombang masukan kotak dengan

amplitudo dan frekuensi sama seperti langkah sebelumnya 13. Jika gambar pada scope tidak jelas gunakan zoom out/in untuk

memperjelas

MODUL 2

Praktikum Dasar Sistem Kendali 4

IV. Lembar Pengamatan IV.1 Percobaan 1

Masukan

Gambar scope 1, 2 dan 3

Keseluruhan system Subsistem, loop umpan balik

besar Subsistem, loop umpan balik

kecil

Masukan keluaran umpan balik hasil

penjumlahan umpan balik

hasil penjumlahan

Sinus dengan A=2 dan f=0,3 rad/s

gigi gergaji dengan A=2 dan f=0,3

rad/s

Kotak dengan A=2 dan f=0,3 rad/s

MODUL 2

Praktikum Dasar Sistem Kendali 5

IV.2 Percobaan 2

Masukan

Gambar scope 1, 2 dan 3

Keseluruhan system (scope1) keadaan X1’ (scope2) State Space (scope3)

Masukan keluaran X2’ X1 X1’ Keluaran Sinus dengan A=5 dan f=0,6 rad/s

gigi gergaji dengan A=5 dan f=0,6 rad/s

Kotak dengan A=5 dan f=0,6 rad/s

MODUL 2

Praktikum Dasar Sistem Kendali 6

V. Pertanyaan 1. Bagaimana karakteristik tanggapan sistem pegas massa untuk masukan

sinus, gigi kergaji dan gelombang kotak? 2. Apakah yang menyebabkan percobaan 2_2 tidak stabil? jelaskan dengan

contoh analisa perhitungan? 3. Apa pendapat anda tentang teori kendali berdasar persamaan keadaan?

coverDSK2.pdfPage 1

UNIT I MHS.pdfUNIT II mhs.pdfed IMG.jpged IMG_0001.jpged IMG_0002.jpged IMG_0003.jpg