SISTEM KENDALIDESSY NOVITA Ph.D

EVALUASI

Tugas, Presentasi 20%Quiz 20%UTS 30%UAS 30%Kehadiran minimal 80% untuk ikut UTS, UAS dari kehadiran Dosen

TujuanMahasiswa dapat menganalisis dan disain sistem kendali untuk sistem-sistem linier baik dari segi kestabilan maupun dari segi unjuk kerja.

SILABUS 1. PENDAHULUAN : SISTEM KENDALI1.1. Definisi dan Pengertian1.2. Perkembangan Sistem Kendali1.3.Kontrol Lup tertutup dan kontrol lup terbuka 1.4.Prinsip-prinsip disain sistem kendali 1.5. Elemen kendali1.5.1. Pengontrol1.5.2. Plant 1.5.3. Aktuator 1.5.4. Sensor(1)

2. MODEL MATEMATIS SISTEM FISIK 2.1. Model Matematis Sistem 2.2. Fungsi Alih 2.3. Transformasi Laplace 2.4. Diagram blok 2.5. Penyederhanaan Diagram Blok 2.6. Grafik Aliran Sinyal 2.7. Sistem Multivariabel dan Matriks Alih 2.8. Persamaan keadaan ( State Space)

3. ANALISA SISTEM KENDALI3.1. Sistem Orde Pertama 3.2. Sistem Orde Kedua3.3. Respon Transien3.3. Karakterik tanggapan keadaan tunak3.4. Konsep Kestabilan3.5. Kestabilan Routh Hourwiz

4. ANALISA KESTABILAN DENGAN ROOT lOCUS 4.1. Dasar Root locus 4.2. Penggambaran Root Locus4.3. Analisis Sistem Menggunakan Root Locus4.4. Desain Sistem pengaturan dengan metode Root Locus

5. ANALISA RESPON FREKUENSI5.1. Diagram Bode5.2. Diagram Polar5.3. Margin fasa5.4. Margin Penguatan5.5. Tanggapan Frekuensi Loop Tertutup5.6. Disain Sistem Pengaturan dengan Respon Frekuensi

6. PENGATURAN PID6.1. Pengendali Proportional6.2. Pengendali Integral6.3. Pengendali Proportional + Integral6.4. Pengendali Proportional + Derivatif6.5. Pengendali PID

7. Pengenalan Program Matlab7.1. Pengantar program Matlab7.2. Proses perhitungan aritmetik 7.3. Proses pengerjaan matriks7.4. Pengenalan fungsi kontrol pada Control Toolbox for Matlab

REFERENSI1.Ogata, Katsuhiko, Modern Control Engineering, Prentice Hall, 19992. Dorf, Modern Control Engineering3.Kilian, Modern Control Technology: Component and System , ( DELMAR)

1. PENDAHULUANSISTEM KENDALI

TUJUANSetelah mempelajari bagian 1 ini mahasiswa diharapkan mengerti : Perkembangan sistem kontrolPerbedaan sistem kontrol loop tertutup (open-loop) dan loop terbuka (closed-loop).Blok diagram sistem kontrol Sistem kontrol analog dan digital.Mengetahui bagaimana proses kerja sistem kontrol.Mengetahui elemen-elemen sistem kontrol.

Definisi dan PengertianSistem Kontrol adalah kumpulan komponen yang bekerja sama dibawah petunjuk atau arahan mesin cerdas/intelligent.

Contoh dalam beberapa kasus rangkaian elektronik menghasilkan kecerdasan, dan komponen elektromekanik seperti sensor dan motor merupakan interface ke besaran fisik.

Tujuan Pengontrolan

Perkembangan Sistem Kontrol

Sistem Kontrol Loop Terbukaadalah sistem kontrol yang keluarannya tidak berpengaruh pada aksi pengontrolan.

Kelebihan Sistem Kontrol Lup terbukaKonstruksinya sederhana dan perawatannya mudahLebih murah daripada sistem kontrol lup tertutupTidak ada persoalan kestabilanCocok digunakan jika keluaran sukar diukur atau secara ekonomi tidak layak

Kelemahan Sistem Kontrol Lup terbukaGangguan dan perubahan kalibrasi akan menimbulkan kesalahan, sehingga keluaran mungkin berbeda dengan yang diinginkan.Untuk menjaga kualitas yang diperlukan pada keluaran, diperlukan kalibrasi ulang dari waktu ke waktu.

Sistem Kontrol Lup Tertutupadalah sistem kontrol yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengontrolan.

Sistem Kontrol Analog dan DigitalSistem Kontrol Analog adalah kontrolernya terdiri atas peralatan dan rangkaian analog tradisional seperti amplifier linier. Dalam sistem analog beberapa perubahan set point atau feedback disensor secara tiba-tiba ke aktuator.

Sistem Kontrol Digital adalahKontroler yang digunakan adalah rangkaian digital contohnya komputer, microprocessor atau microcontroler. Komputer mengeksekusi program prosesnya berulang disebut juga iteration atau scan. Program instruksi pada komputer membaca set point dan data sensor kemudian digunakan untuk proses perhitungan di output kontroler kemudian dikirim ke aktuator.

Contoh Aplikasi Sistem PengontrolanA closed-loop oven-heating system.

A servomechanism: a remote antenna positioning system.

Sistem Robotik

Prinsip-Prinsip Disain Sistem KontrolPersyaratan umum sistem kontrol : Kestabilan terdiri :- Kestabilan mutlak - Kestabilan relatif: kecepatan respon harus cukup cepat dan menunjukkan peredaman yang layak, memperkecil kesalahan sampai nol atau sampai harga yang dapat di toleransi.

Tahap-tahap yang dapat dilakukan dalam mendapatkan hukum kontrol :Analisis : penelitian , pada kondisi tertentu performansi sistem yang model matematiknya diketahui.Disain : mencari suatu sistem yang dapat menyelesaikan tugas yang diberikan.Sintesis : mencari suatu sistem dengan prosedur langsung yang akan bekerja menurut cara tertentu.

Elemen-Elemen Pengontrolan

Pengontrol : Komputer, Microcontroler Plant : bagian sistem yang akan dikontrolAktuator : Motor, Pneumatik, HidrolikSensor

Blok Diagram Sistem Kontrol

Aktuator / PenggerakMotor Listrik

Hidrolik : gerakan mekanik dari tekanan air

Pneumatik : gerakan mekanik dari tekanan udara

Sensor PosisiPotentiometer : dapat mengkonvert perpindahan/gerak linear dan rotasi ke tegangan

Sensor PosisiOptical Rotary Encoder : menghasilkan data posisi angular secara langsung dalam bentuk digitalBlock diagram of an incremental encoder system.

Sensor PosisiLinear Variable Differential Transformers adalah sensor posisi dengan resolusi tinggi dimana outputnya adalah dari tegangan AC dengan magnitude proportional ke posisi linear

Rangkaian interface LVDT