Motivasi: Overview Sistem Kontrol
Iwan setiawan
http://iwan.blog.undip.ac.id
Konsep dan Terminologi Dasar pada Sistem Kontrol
• Apa itu Sistem? Gabungan atau kombinasi berbagai
komponen yang bekerja untuk mencapai tujuan tertentu.
Motor DC ->lengan robot->sistem manufacturing (istilah komponen dan sistem tergantung konteks)
• Apa itu model sistem ? Representasi sistem (bersifat parsial: hanya
memperlihatkan aspek2 tertentu saja) Jenis model : gambar, diagram, matematik
Konsep dan Terminologi Dasar pada Sistem Kontrol
• Apa itu Plant ? Sistem yang dikontrol• Apa Itu sistem Kontrol ? Sistem yang bertanggung jawab melakukan
pengontrolan• Pengetahuan minimal apa yang diperlukan dalam
membangun Sistem Kontrol? -karakteristik plant ->model plant -Dengan mengetahui karakteristik plant, keputusan-
keputusan yang berkaitan dengan pengontrolan dapat diperoleh-> open loop, closed loop: kontrol On-Off, P, I, PI, PID, fuzzy logic, ANN, IMC, adaptive control, gain schedulling, dst, dst,dst, dst,dst,dst !
Prinsip Dasar Pengontrolan
Secara umum ada dua teknik dasar pengontrolan yang dapat dilakukan:
• Open loop: keluaran pada pengontrolan ini tidak mempengaruhi aksi pengontrolan, berikan contoh..
• Closed loop: keluaran proses kontrol akan mempengaruhi sinyal kontrol, berikan contoh
• Keuntungan dan kerugian ?
Contoh: Pengontrolan Kecepatan Putar Motor unt. konveyor
Contoh: Pengontrolan Temperature ruangan
Contoh: Pengontrolan Temperature Reactor
TT
Steam
Control Valve
Heat Exchanger
Fluida In Fluida Out
CO
Temperature Transmitter
in
TT
TC
Steam
Control Valve
Heat Exchanger
Fluida In
TC: Temperature Controller (DSP/PLC)
Temperature Transmiter (Sensor)
Fluida Out
PV
CO
MV
SP
Contoh: Pengontrolan Posisi antena
Contoh: Pengontrolan tekanan gas
Contoh: Kontrol Pesawat Terbang
Contoh: Kontrol level fluida
LT
LC
MV
FT
LT
LC
MV
FT
CO
CO
PVPV
(a) (b)
Keterangan:LT: Level Transmiter (sensor ketinggian cairan)FT: Flow Transmiter (sensor aliran)LC: Level Controler (DCS/PLC)
Contoh: Kontrol level fluida
LT
Qi = Qi + qi
Pompa
PV = PV + pv
CO = CO + co
Qout= Qout+ qout
Langkah awal Perancangan Sistem Kontrol
• Dapatkan Model Matematis Sistem-Plant-proses -> hubungan input –output proses/plant :
-Dengan menggunakan hukum2 Fisika dan Kimia
- Secara empiris/ percobaan
Model Sistem
• Apa Itu Model Sistem?
• Model matematis sistem-Persamaan diferensial-persamaan fungsi alih-Persamaan State Space
System
U(t) Y(t)
U(S) Y(s)
Contoh model sistem (umum)
+i(t) Lv(t)
R
Cari model matematis untuk sistem berikut:
Contoh model sistem (umum)
• Cari model matematis untuk sistem berikut: input v(t) -> output vc(t)
+i(t)v(t)
R
C
L+
vc(t)
Model motor dc
KiT
Tfdt
dJ m
m
Bagaimana hubungan Va Vs wm.. ?
aimmm VKKdt
d
Model yang disederhanakan:
Model level fluida pada tangki
LT
Qi +qi
FT
CO + co
H + hFT
Qout + qout
Model level fluida pada tangki• Dengan menganggap posisi control valve
berdekatan dengan tanki penampung, maka model matematis perubahan ketinggian (h) terhadap perubahan sinyal kontrol (co) disekitar nilai steady nominalnya dapat dicari dengan menggunakan Hukum kesetimbangan massa berikut:
• Laju akumulasi massa pada tangki = laju massa input – laju massa output
• model matematis :
outin qqtAhdt
d ))((
Model level fluida pada tangki
• dengan:• qin = perubahan laju aliran fluida input
disekitar nilai nominalnya (m3/det)• qout = perubahan laju aliran fluida output
disekitar nilai nominalnya(m3/det)• ρ = densitas fluida(kg/m3)• A = luas penampang tanki (m2)• h = Perubahan ketinggian fluida dalam
tanki (m)
Model level fluida pada tangki
• Pada sistem tanki penampung tersebut, perubahan debit aliran fluida output pada dasarnya akan berbanding lurus dengan perubahan ketinggian fluida pada tangki (h) :
dengan :• Kout = konstanta proporsionalitas yang harganya
tergantung bukaan valve output • Jika control valve yang digunakan dianggap bertipe ATO,
maka perubahan debit fluida input akan proporsional terhadap besar perubahan sinyal kontrol (co) penggerak valve:
)(thKq outout
coKq inin
Model level fluida pada tangki
• Berdasarkan persamaan-persamaan sebelumnya didapat:
• Atau dapat ditulis dalam bentuk umum:
)()()(
tcoK
Kth
dt
tdh
K
A
out
in
out
)(.)()(
tcoKthdt
tdhT
Top Related