Sissadtem Kendali Digital (I)

7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)

1/24

Sistem Kendali DigitalLucky Nindya Palupi, ST.,M.Sc


2/24

Layout Materi

1. Tinjauan ulang sistem kendali kontinyu

2. Kontroller PID

3. Sistem waktu diskrit4. Transformasi z

5. Sampling dan rekonstruksi

6. Sistem waktu diskrit lup terbuka dan tertutup7. Desain pengendali diskrit


3/24

Pengenalan Sistem Kendali (1/3)

Sistem kendali kontinyu

Sistemmerupakan kumpulan dari beberapa sub-sistem yangsaling berkait dan mempunyai tujuan tertentu.

Kendalimerupakan alat / cara yang memungkinkan sistem bisabekerja sesuai dengan keinginan kita.

Kontinyumerupakan sinyal yang mempunyai nilai pada setiapsaat.

Sistem Kendali Kontinyu SKK) merupakan sistem yangmemungkinkan sebuah alat bekerja sesuai dengan keinginankita yang bekerja dengan menggunakan sinyal kontinyu.


4/24


Pembagian Sistem Kendali menurut sinyal yang digunakan:

1. Kontinyu

Sistem kendali kontinyu menggunakan komponenanalog, e.g: op-amp, transistor, dsb

2. Diskrit/ DigitalSistem kendali diskrit atau digital menggunakankomponen digital dan atau non digital

a. non mikro, sistem kendali diskrit non mikro

menggunakan komponen digital, e.g: 74xxxb. mikro, sistem kendali diskrit mikro menggunakankomponen mikroprosesor atau mikrokontroller, e.g:8085, ATMega 8535, dsb


5/24


Contoh:a. SKKPengendalian kecepatan motor, water level,temperatur ruangan, dsbb. SKD-non mikroPembuka pintu parkir, beberapa

pengendali dalam pabrik yang menggunakan banberjalanc. SKD-mikroRobot, mesin fotokopi, lift, dsb.

Contoh kendali yang sederhana dan mudah ditemukan

adalah setrika semi otomatis.Setrika yang menggunakan bimetal yang difungsikansebagai sakelar, ketika temperatur berlebih.


6/24

SKK dan SKD (1/12)

Sistem Kendali Digital (SKD) adalah susunankomponen-komponen fisik yang dihubungkansedemikian rupa sehingga dapat memerintah,mengarahkan atau mengatur diri sendiri atau

sistem yang lain dalam ranah diskrit.

Sistem Kendali Digital (SKD), sebagai pengendali(controller) dipergunakan

komputer, mikroprosesor, mikrokontrolerataupun rangkaian logika lainnya untuk mengolahdinamika sistem.


7/24

SKK dan SKD (2/12)

Dari segi bentuk sinyal yang bekerja di dalam sistem,dapat kita bedakan bahwa pada sistem analog,maka sinyal masukan, sinyal yang diproses olehpengendali maupun sinyal keluaran adalah berupa

sinyal analog.

Sedangkan pada sistem digital, maka sinyal masukanumumnya juga berupa sinyal analog, sedangkan

sinyal yang diproses oleh pengendali adalah sinyaldigital, dan sinyal keluaran umumnya juga berupasinyal analog.


8/24

SKK dan SKD (3/12)

Dari perbedaan sinyal yang bekerja pada sistemanalog dan sistem digital, maka pada sistem digitalperlukan komponen yang berfungsi untuk

melakukan konversi bentuk sinyal, konvertertersebut dikenal dengan nama ADC (Analog toDigital Converter) dan DAC (Digital to AnalogConverter).


9/24

SKK dan SKD (4/12)

Perbedaan di antara sistem analog dan sistem digital

diperlihatkan dalam berikut.


10/24

SKK dan SKD (5/12)

Sinyal digital diperoleh melalui ADC yang berfungsiuntuk melakukan proses pencuplikan (sampling)terhadap sinyal analog sehingga menghasilkan sinyaldiskrit, selanjutnya setiap sinyal diskrit dilakukan

kuantisasi dan seterusnya dikonversi ke sinyal digital.

Umumnya suatu kendalian (plant) bekerja dengan sinyal

analog, oleh karena itu sinyal digital sebagai keluarandari pengendali harus dikonversi kembali ke sinyalanalog melaui DAC.


11/24

SKK dan SKD (6/12)

Dalam operasi matematikanya, maka setiap blok

fungsional di atas perlu dicari model matematisnya.

Dalam sistem analog maka transformasi Laplace yangdigunakan, sedangkan dalam sistem digital yang

digunakan adalah transformasi Z.


12/24

SKK dan SKD (7/12)

Penyelesaian terhadap persoalan di dalam bidang kendali akanmelibatkan beberapa hal seperti:

1. Pemilihan sensor untuk mengukur sinyal umpan balik.

2. Pemilihan aktuator untuk menggerakkan kendalian.

3. Mengembangkan model matematis dari kendalian, sensordan aktuator

4. Merancang pengendali berdasarkan model pada point 3dan kriteria sistem.

5. Melakukan evaluasi rancangan melalui analisis, simulasi dan

menguji perangkat kerasnya.6. Melakukan proses iterasi terhadap point 1 s/d 5 untuk

memperoleh respons sistem yang diinginkan.


13/24

SKK dan SKD (8/12)

Proses tersebut, digambarkan dalam gambar berikut:


14/24

SKK dan SKD (9/12)

Ditinjau dari hubungan antar blok perangkat keras,maka setiap blok fungsional yang dihubungkan kepengendali digital (dapat berupa PersonnalComputer (PC), Microcontroller , Microprocessor)

yang lebih dikenal dengan peripheral dapatdialamati melalui alamat yang diberikan kepadaperipheral tersebut.

Sinyal yang diberikan oleh sensor umumnya masihsangat lemah sehingga sering kali diperlukansebuah penguat sinyal.


15/24

SKK dan SKD (10/12)

Sedangkan peralatan yang disambungkan kepadapengendali digital biasanya diperlukan suatupengantara atau interface.

Perangkat ini berfungsi untuk menyesuaikan sinyalantara peripheral dengan pemeroses digital,ataupun penyesuaian dari segi kecepatan kerja yang

berbeda antara peripheral dan pemroses digital.


16/24

SKK dan SKD (11/12)

Pengendali digital pada suatu proses maupun pada suatu

kendalian memiliki keuntungan sebagai berikut:

1. Pemerosesan data pada pengendali digital dapatdilakukan secara langsung dan kalkulasi yang rumitdapatdilakukan dengan mudah.

2. Program pengendali dapat diubah dengan mudah jikadiperlukan.

3. Pengendali digital lebih mampu dibandingkan denganpengendali analog dilihat dari sudut pandang gangguandaridalam seperti derau dan panas.


17/24

SKK dan SKD (12/12)

Pengendali digital juga mempunyai kelemahan sebagai

berikut:

1. Proses cuplik dan kuantisasi cenderung

menimbulkan galat (error) yang akan mengurangiperforma sistem.

2. Perancangan untuk memperbaiki degradasi performa

tersebut lebih rumit jika dibandingkan dengan sistem

analoguntuk skala yang sama


18/24

Perbandingan

Sistem Kendali Kontinyu dan Digital (1/6)


19/24

Perbandingan



20/24

Perbandingan


List Program:

g=tf(1,[1 4 8])

Transfer function:

1-

s^2 + 4 s + 8

>> h=c2d(g,0.1,zoh)

Transfer function:

0.004367 z + 0.003821

-

z^2 1.605 z + 0.6703

Sampling time: 0.1


21/24

Perbandingan



22/24

Perbandingan


Ada sedikit perbedaan pada respon, tetapi akurasinya

tetap sama (Lihat Display: 0.89). Ketertinggalan

diakibatkan oleh Time Sampling yang kecil. Waktucuplik yang terlalu akurat mengakibatkan beban saat

konversi dari D/A dan A/D.

Coba naikan waktu cuplik jadi satu detik, hasilnya:


23/24

Perbandingan



24/24

Post Test?

Sissadtem Kendali Digital (I)

Documents

Transcript of Sissadtem Kendali Digital (I)