Fitriyanti Mayasari

Dasar Sistem KendaliPENDAHULUAN

Definisi Sistem KendaliIEEE Dictionary :IEEE Dictionary :

- The entity comprising the controlled process and the controller

- An arrangement of interconnecting elements that interact and operate automatically to maintain a specific system condition or regulate a controlled variable in a prescribed manner.

Dorf, 1983 :

Hubungan timbal balik antara komponenkomponen yang membentuk suatu konfigurasi sistem yang memberikan suatu hasil yang dikehendaki berupa respon.dikehendaki berupa respon.

McGraw-Hill Science and Technology Encyclopedia :

Interconnections of components forming system configurations which will provide a desired system response as time progresses

Sejarah Sistem Kendali3000 BC, Ancient Greece membuat Water clocks,automatic oil lamps;

Abad - 17 , Cornelis Drebble, Pengendali Temperatur untuk inkubator telor

Abad – 18, James Watt membuat Governour Sentrifugal untuk pengontrolan kecepatan mesin uap;

1922, Minorsky membuat Controller untuk mengemudikan kapal dan menunjukkan kestabilan dari persamaan differensial yang melukiskan sistem;

1933, Nyquist mengembangkan prosedur penentuan kestabilan sistem loop tertutup pada basis respon loop terbuka;tertutup pada basis respon loop terbuka;

1934, Hazen memperkenalkan sistem kontrol posisi;

1940 – 1950, perkembangan teori kontrol klasik, diantaranya metode tempat kedudukan akar dan metode respon frekuensi;

1960 – sekarang, perkembangan kontrol modern dengan dikembangkannya sistem optimasi dan adaptif.

Intro

Control System is a device, or set of devices to Control System is a device, or set of devices to manage, command, direct or regulate the behavior of other device(s) or system(s)

Sistem Kendali merupakan sistem apa saja yang diindikasikan (ditenggarai/dilihat/dipandang) terdiri dari 2 (dua) bagian (sub sistem) :– Kendalian, bagian yang dikendalikan (PLANT)– Kendalian, bagian yang dikendalikan (PLANT)

– Pengendali, bagian yang mengendalikan (CONTROLLER)

Sistem Kendali

CONTROLLER PLANT

Subsistem kendali

Plant bisa merupakan peralatan, perangkat, atauPlant bisa merupakan peralatan, perangkat, atauproses yang menghasilkan output/signal output karena dikendalikan oleh bagian pengendali.

Controller juga bisa merupakan peralatan, perangkat atau proses yang menghasilkan sinyalcontrol untuk mengendalikan kendalian.control untuk mengendalikan kendalian.

Noted

Dalam hal ini dalam analisa dan disain sistem kendaliDalam hal ini dalam analisa dan disain sistem kendaliyang terlebih dahulu dilakukan adalah :

Mengidentifikasikan mana bagian yang menjadikendalian (plant) dan mana yang menjadipengendali (controler).

Dan biasanya sistem plant sudah tersedia apaadanya dan tidak bisa “diapa-apakan lagi” adanya dan tidak bisa “diapa-apakan lagi” sehingga pada dasarnya suatu controller dirancanguntuk menghasilkan isyarat kendali yang sesuaisupaya plant menghasilkan output yang diharapkan.

Istilah-istilah dalam Sistem KendaliMASUKAN: rangsangan dari luar yang diterapkan ke sebuah sistem kendali untuk memperoleh tanggapan tertentu dari sistem pengaturan. kendali untuk memperoleh tanggapan tertentu dari sistem pengaturan.

KELUARAN : tanggapan sebenarnya yang didapatkan dari suatu sistem kendali.

PROSES : berlangsungnya operasi pengendalian suatu variabel proses, misalnya proses kimiawi, fisika, biologi, ekonomi, dan sebagainya.

VARIABEL TERKENDALI (Controlled variable) : besaran atau variabel yang dikendalikan, biasanya besaran ini dalam diagram kotak disebut yang dikendalikan, biasanya besaran ini dalam diagram kotak disebut process variable (PV).

MANIPULATED VARIABLE:Masukan dari suatu proses yang dapat diubah -ubah atau dimanipulasi agar process variable besarnya sesuai dengan set point (sinyal yang diumpankan pada suatu sistem kendali yang digunakan sebagai acuan untuk menentukan keluaran sistem kontrol).

Istilah-istilah (cont.)GANGGUAN (disturbance) : sinyal yang tidak diharapkan dan GANGGUAN (disturbance) : sinyal yang tidak diharapkan dan mempunyai pengaruh merugikan terhadap keluaran sistem.

SETTING POINT: besar variabel proses yang dikehendaki.

ERROR: selisih antara set point dikurangi variabel terkendali. Nilainya bisa positif atau negatif, bergantung nilai set point dan variabel terkendali. Makin kecil error terhitung, maka makin kecil pula sinyal kendali kontroler terhadap plant hingga akhirnya mencapai kondisi tenang (steady state).mencapai kondisi tenang (steady state).

SENSOR : alat yang mengubah variabel keluaran menjadivariabel yang sesuai dengan sinyal masukan acuan (set point).

AKTUATOR : alat daya yang menghasilkan masukan ke plant sesuai dengan sinyal kontrol yang dihasilkan oleh kontroller

Isyarat (Signal) Kendali

Keluaran (Output/Produk/hasil) yang dihasilkan oleh Keluaran (Output/Produk/hasil) yang dihasilkan oleh kendalian (Plant);

Kendali (Control) yang dihasilkan dari pengendalian (Controller);

Umpan balik (Feed back) merupakan informasi kembali dari kendalian ke pengendali;

Masukan Acuan (Reference Input/ Masukan Acuan (Reference Input/ command/setting/set point) merupakan isyarat masukan untuk pengendali.

Sistem KendaliIsyarat

CONTROLLER PLANT

Isyarat Kendali

Isyarat Umpan Balik

Isyarat Masukan

Acuan

Isyarat Keluaran

Jenis Sistem Kendali

Berdasarkan banyak sedikitnya keterlibatan Berdasarkan banyak sedikitnya keterlibatan manusia, sistem kendali terbagi :– Sistem Kendali Otomatis (Automatic Control

System) : Sedikit sekali/tidak sama seklai melibatkan manusia dalam mekanisme pengendalian;

– Sistem Kendali Manual (Manual Control System) : Banyak sekali melibatkan manusia dalam mekanisme pengendaliannya.

Contoh Sistem KendaliManual

-Kemudi

CONTROLLER

(Supir Pete-pete)

PLANT

(Pete-pete)

-Kemudi- Gas dan Rem

- Kopling

- Mata-Telinga

-Peraturan LL-Rute

-Penumpang Request

-Mengantar Penumpang

-Setoran-Penghasilan Supir

Contoh Sistem KendaliOtomatis

Jenis Sistem Kendali

Berdasarkan pengaruh keluaran terhadap aksi Berdasarkan pengaruh keluaran terhadap aksi pengontrolan :– Open-Loop (Loop terbuka) : Sistem kontrol yang

keluarannya tidak mempengaruhi terhadap aksi pengontrolannya.

Contoh : mesin cuci, setrika, kipas yang mempunyaipengatur waktu

– Closed-loop (loop tertutup): Sistem kontrol yang – Closed-loop (loop tertutup): Sistem kontrol yang keluarannya mempengaruhi langsung terhadap aksi pengontrolannya.

Contoh Mesin Pendingin Ruangan (AC)

Contoh kendali open dan closed loop

Klasifikasi Sistem

Klasifikasi Sistem Kendali

Non Linier versus LinierNon Linier versus Linier

Waktu – Berubah versus Waktu-tidak berubah

Waktu Diskrit versus Waktu Kontinu

SISO versus MIMOSISO versus MIMO

Deterministik versus Stokastik

Teori Kendali

Sistem kendali dipelajari dengan teori-teori Sistem kendali dipelajari dengan teori-teori kendali (Control Theory) yang pada dasarnya mencermati sejarah perkembangannya;

Terdapat 2 (dua) aliran teori kendali :– Teori Kendali Klasik (Classical Control Theory);

– Teori Kendali Modern (Modern Control Theory).– Teori Kendali Modern (Modern Control Theory).

NotedDalam Mata Kuliah Dasar Sistem Kendali ini Dalam Mata Kuliah Dasar Sistem Kendali ini hanya akan dipelajari dasar-dasar teori klasik yang dikembangkan sejak usainya PDII;

Untuk mempelajari teori-teori kendali klasik ini diperlukan alat-alat matematik, seperti :– Bagan Kotak (Block Diagram) dan Aljabar Bagan – Bagan Kotak (Block Diagram) dan Aljabar Bagan

Kotak (Block Diagram Algebra);

– Model Nisbah Alih (Transfer Function) dan Transformasi Laplace (Laplace Transform).

Sekian dan Terimakasih