SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt

7/24/2019 SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt

1/97

TEKNIK SISTEM

Oleh: ANDJAR PUDJI,MT

SKS: 2 SKS

Penilaian: Diskusi, Tugas, UTS, UAS


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"


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


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


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)


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


7/97

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


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


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


10/97


11/97


Ba"$ar 1* K#n!r#l "anual $eru"%an($alik se$uah sis!e" !er"al


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


13/97


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


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


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


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


17/97

9#n!#h sis!e" k#n!r#l l##% !er$uka

1 5

2 5

* 5


18/97

M#e 9#n!r#l

1 On& O''


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!


20/97

Aksi S4i!ching On& O'' Ther"#s!


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


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


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


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


25/97

Ma!e"a!ika lan6u!

Trans'#r"asi +a%lace

ungsi Trans'erDiagra" 8l#k


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


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

( )


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

=====


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

)()(


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

!


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 +


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

!


33/97


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


34/97


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


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 !


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


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/!


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


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!


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!


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!


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


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

?

@


44/97

9#n!#h s#al 2: !iak seerhana

"#.!+

!

ssL +

"'

!-%#.%

%

!

+

s

sL

"+%

*#.+ !

sL

"

+'

%#. !

s

L

"!*'

+#.

%

!

+

+s

sL

"-

!%+#%

!

+

ssL

"'

'%#

%

!

+

s

sL

>

?


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 = +


46/97

9#n!#h s#al *: T+I %ecahan %arsial

2 ")+)(%)(!(

%#

%

!

+

ssssL

"*

!*+#

%

!

+ss

sL

"%.*

!

# %!

++

+ss

s

L

"!%

#+

!

ss

sL

*

/

=


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 =


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


49/97

Ten!ukan


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


51/97

Ten!ukan


52/97

9#n!#h *: Rangkaian Inuk!#r(Resis!#r

a Ten!ukan %ersa"aan lis!rik

$ Ten!ukan T+

c Ten!ukan


53/97

9#n!#h =: Rangkaian Resis!#r

a Ten!ukan %ersa"aan lis!rik

$ Ten!ukan T+

c Ten!ukan


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


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


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


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


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


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


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

!


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


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

!


63/97

(a

(b

M l M ! !ik


64/97

M#el Ma!e"a!ika

Tt

etx

= +0+0)(

!!

+0)(

+=Ts

sX

o/el atematika /ari &istem

*L'0T R$E


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

=


66/97

0)!()0(0 0 === eAKyt

AKeAKyt === )!()(

AKeAKTyTt *+%.0)!()( ! ===

R Si ! O I


67/97

Res%#n Sis!e" Ore I

RE&*0 &&TE


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


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!


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!


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!


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


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


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


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


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 =,


77/97

!00!

!Ess

KpKKpK =+

!00

!

!!EssKpK

KpK

=+,

!00

!

!!! EssKpK

=+

)!

!00(

!=

EssKKp


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


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!


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


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?=


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!


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 /?=


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


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


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


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


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


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


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


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


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


93/97

9#n!#h S#al UAS

Se$uah sis!e" %enga!uran %u!aran "#!#r, engan iagra" $l#k s$$:


94/97

Casil %engukuran un!uk "asukan s!e% * )#l!, "e"$erikanres%#n #u!%u! s$$:


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


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 '


97/97

TANKS A+OTTR'K'&"

MATUR SU-ON

SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt

Documents

Transcript of SILABUS TEKNIK SISTEM.ppt