SISTEM PENGATURAN (CONTROL SYSTEM)

1

PENDAHULUAN

• Definisi:Sistem Pengaturan: Sistem yang terdiridari beberapa elemen sistem yang dapatmengendalikan/mengatur suatu besarantertentu.

• Elemen Sistem :Plant, Proses, Sensor, Aktuator dll

2

Definisi-DefinisiPlant : Objek fisik yang dikendalikan (Tungku

pemanas,reaktor nuklir,Pesawat ruang angkasa

Proses :Operasi yang dikontrol

Sistem: Kombinasi dari komponen atau elemen-elemen (kontrol) yang bekerja bersama-sama

Gangguan : Sinyal yang mempunyai pengaruhmerugikan terhadap keluaran sistem

3

Aplikasi Sistem Pengaturan

• Pesawat Ruang Angkasa (Flight Control,OrbitControl)

• Pada “artificial” ( Ekonomi Modern,model kinerjasiswa)

• “Natural” (Pankreas,Adrenalin,Mata,tangan dsb)• Transportasi• Peralatan Elektronik di rumah (Mesin

cuci,AC,CD Player,Audio Recorder dsb)• Proses Industri (Temperatur,Tekanan,Posisi

dsb)4

Sejarah Perkembangan SistemKontrol

• Ancient Greece (3000 SM): Water clocks,automatic oil lamps.

• Abad ke 17 , Cornelis Drebble: PengendaliTemperatur untuk inkubator telor

• Abad ke 18,James Watt : Mesin Uap• Sebelum abad ke 19 –Pertengahan abad

20:Pengembangan Teori Kontrol klasik• 1960: mulai perkembangan teori kontrol

modern

5

Sejarah Perkembangan (cont.)

• Akhir abad 19 : Teori Stabilitas ( J.C. Maxwell, E.J Routh, A.M Lyapounov

• Akhir 1920-Pertengahan 30 (Negative feedback/”Black”,Analisis FrekuensiRespons/ “H.W. Bode”,TeoriStabilitas/”H.Nyquist”

• 1948 : Metode Root Locus/”W.R Evans”• 1960 : Metode State-Space /”Kalman”

6

Blok Sistem Pengaturan

7

Sistem Kontrol 2 jenis:

• Open-Loop (Loop terbuka) : Sistemkontrol yang keluarannya tidakmempengaruhi terhadap aksipengontrolannya.

• Closed-loop (loop tertutup): Sistem kontrolyang keluarannya mempengaruhilangsung terhadap aksi pengontrolannya

8

Sistem kontrol loop-terbuka

9

Disturbance (Contoh)

10

Sistem Kontrol Loop-Tertutup

11

Klasifikasi Sistem Kontrol

• Non Linier versus Linier• Waktu – Berubah versus Waktu-tidak

Berubah• Waktu Diskrit versus Waktu Kontinu• SISO versus MIMO• Deterministik versus Stokastik

12

Perancangan & Analisis SistemKontrol:

• Menentukan sistem Fisis dari elemensistem kontrol

• Mentransformasi Sistem Fisis• Membuat model matematik sistem Fisis• Membuat diagram blok• Analisis dan Perancangan

13

Perancangan & Analisis SistemKontrol (Cont.):

14

Sistem Fisis

• Temperatur• Gaya• Flow (Aliran Gas dalam pipa)• Listrik• Dll

15

Contoh:

16

Contoh (Cont.)

17

Transformasi Laplace

• Mentrasformasi fungsi dari sistem fisis kefungsi variabel kompleks S.

• Memungkinkan teknik grafis untukmengetahui kinerja sistem tanpamenyelesaikan persamaan diferensialsistem

• Komponen transien dan steady state diperoleh secara serentak.

18

Fungsi Alih dan Diagram Blok• Fungsi Alih :Digunakan untuk mencirikan

hubungan masukan keluaran darikomponen/elemen sistem kontrol denganmenggunakan dengan menggunakanmodel matematik sistem dan TransformasiLaplace.

• Diagram Blok : Diagram yang menggambarkan/menunjukkan fungsiyang dilakukan oleh tiapkomponen/elemen sistem kontrol

19

Kinerja dari Sistem Kontrol:

• Respon Transien : (RouthHurwitz,Kesalahan keadaan tunak)

• Tempat Kedudukan Akar (TKA)• Diagram Bode • Nyquist• Root-Locus• State Space

20

Respon Transien

21