7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
1/24
Sistem Kendali DigitalLucky Nindya Palupi, ST.,M.Sc
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
4/24
Pengenalan Sistem Kendali (2/3)
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
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
5/24
Pengenalan Sistem Kendali (3/3)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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).
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
9/24
SKK dan SKD (4/12)
Perbedaan di antara sistem analog dan sistem digital
diperlihatkan dalam berikut.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
13/24
SKK dan SKD (8/12)
Proses tersebut, digambarkan dalam gambar berikut:
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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.
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
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
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
18/24
Perbandingan
Sistem Kendali Kontinyu dan Digital (1/6)
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
19/24
Perbandingan
Sistem Kendali Kontinyu dan Digital (2/6)
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
20/24
Perbandingan
Sistem Kendali Kontinyu dan Digital (3/6)
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
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
21/24
Perbandingan
Sistem Kendali Kontinyu dan Digital (4/6)
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
22/24
Perbandingan
Sistem Kendali Kontinyu dan Digital (5/6)
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:
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
23/24
Perbandingan
Sistem Kendali Kontinyu dan Digital (6/6)
7/26/2019 Sissadtem Kendali Digital (I)
24/24
Post Test?
Top Related