1pendahuluan-141105055136-conversion-gate02.ppt

8/18/2019 1pendahuluan-141105055136-conversion-gate02.ppt

1/43

Institut Teknologi Telkom 1

CHAPTER I

INTRODUCTION

- Syllabus

- SAP (Satuan Aa!a Pe!kulia"an

1#1# $ata! %elakang#

1# 'onse Sistem 'ont!ol#

1#)# Conto" %e!bagai Sistem 'ont!ol

1#*# P!oblem Desain Sistem 'ont!ol


2/43

Institut Teknologi Telkom &

SAP

+gg Pokok %a"asan Sub Pokok ba"asan1 Pen,a"uluan 'onse sistem 'ont!ol 'ont!ol P!oblem

&Dasa! matematika u. AnalisaDesign sistem kont!ol Otomatis

Pe!samaan ,i//e/!ensial T!ans/o!masi$alae 0 /ungsi t!ans/e!# Pemo,elan Sistemisik

)

+o,el sistem 2 Oen $oo 0

Close, $oo

+o,el %lok Diag!am +o,el lo3 Diag!am

+o,el Ruang kea,aan

* Analisa Reson4tanggaanSistem O!,e Satu

ungsi imulse Reson System o!,e - ISystem O!,e - II Time Reson Sesi/ikasi

5 Analisa Reson4tanggaanSistem O!,e Dua

ungsi imulse Reson System o!,e - ISystem O!,e - II Time Reson Sesi/ikasi

6 '!ite!ia 'estabilan Rout"-Hu!3it7 'a!akte!istik Tanggaaan Stea,y State( +anta 8 Analisa kesala"an kon,isi manta

9 Analisa 'esala"an stea,y state

'!ite!ia stabilitas %I%O 0 Rout"-Hu!3it7 Root$ous Plot Atu!an Root $ous Plot Analisa 0Desain sistem kont!ol ( !oot lous meto,e8 Analisa 0 Desain ,alam Ruang kea,aan#


3/43

Institut Teknologi Telkom )

SAP

: Root $ous

Root $ous Plot Atu!an Root $ous Plot

Analisa 0 Desain sistem kont!ol ( !oot lousmeto,e8 Analisa 0 Desain ,alam Ruangkea,aan#

; Analisa Reson !ekuensi

Reson !ekuensi system %o,e Diag!amPola! Diag!am Ny


4/43

Institut Teknologi Telkom *

I#1 $ata! belakang

Aksi kemu,i mobil untuk menentukan a!a" ge!akan

yang ,itetakan ole" engemu,i? mengikuti atu!an

sistem kont!ol uman balik#

Dalam gamba! te!sebut a!a" ,itentukan be!,asa!kan

!e/e!ensi input (garis arah)#

+ata engemu,i membentuk /ungsi emban,ing a!a"

ge!akan sebena!nya te!"a,a ketentuan a!a" (outut8

,i"a!akan# +ata engemu,i ment!ansmisi sinyal keotak? yang menginte!!etasikan sinyal ,an ment!ansmisi

sinyal ke lengan untuk memuta! !o,a kemu,i?

menyesuaikan a!a" sebena!nya ,i a!a"kan ke sesuai

@alu! a!a" ,i"a!akan#

Mengapa diperlukan sistem kontrol ?

- Lihat kasus seperti pada gambar disamping


5/43



6/43


Conto"

Sistem kont!ol a,a Pesa3at 119 S


7/43


Conto" 'lasik-Oen loo

Pemanggang Roti otomatis

+oto! list!ik

%lok ,iag!am

sistem loo

te!buka


8/43

Institut Teknologi Telkom :

Histo!ial Re>ie3 (18

&== S+ am ai! ,gn a!a mengatu! le>el ai! ole"elamung aga! tetesan ai!nya konstan#

Co!nelis D!ebbel (159&-16))8 engatu! su"u ,alam!uangan ,engan a!a mengali!kan u,a!a anas

Filliam Hen!y (19&;-9:68

engatu! su"umenggunakane!e,am $UE yang ,imaniulasi sea!a otomatis untukmengen,alikan engaian#

Denis Pai (169*-191&8? Robe!t Dela (19;;8? +att"e3+u!!ay (19;;8 engatu! tekanan mesin ua

+att"e3 %oulton ,an ames Fatt (19::8 ken,alikeeatan a,a kini! angin ,an mesin ua#

Go!>e!no! Sent!i/ugal


9/43

Institut Teknologi Telkom ;

Histo!ial Re>ie3 (&8

+ino!sky (1;&&8 Penggunaan e!samaan

,i/e!ensial untuk menun@ukkan kestabilan

sistem#

Ny


10/43

Institut Teknologi Telkom 1=


11/43


1# 'onse sistem 'ont!ol

'ONTRO$ 'en,ali

OTO+ATIS Tana amu! tangan manusia


12/43

Institut Teknologi Telkom 1&

1# %entuk ,asa! sistem kont!ol

1# bentuk oen loo ( kalang te!buka 8#

2. bentuk closed loop ( kalang terturup ).


13/43


14/43

Institut Teknologi Telkom 1*

Close, $oo


15/43


Sinyal a,a sistem kont!ol


16/43


Sistem Kombinasi sejumlah komponen yang bekerja bersamamembentuk suatu fungsi, tidak bisa dengan sebuah bagianindividual.

Sistem Kontrol / engaturan Sistem yang terdiri dari beberapaelemen sistem yang dapat mengendalikan/mengatur suatu besaranfisis plant tertentu.

!lemen Sistem Kontrol lant, roses, Sensor, "ktuator dll

Command input : sinyal input yang menyebabkan sistem se#ara independent

memberikan output, dan sinyal itu akan melakukan kontrollengkap pada sistem $jika sistem se#ara lengkap bisa dikontrol%.

Reference input Sebuah signal referensi yang dihasilkan olehreference selector , yaitu sinyal input ke sistem kontrol.

Reference selector $elemen input referensi% &nit yangmenetapkan/membentuk nilai input referensi. 'eferen#e sele#tor

disesuaikan dengan nilai output sistem diharapkan.

Penge!tian (1458


17/43


Penge!tian (&458

Plant Ob@ek yang akan ,ikont!ol

Atuato! Suatu e!angkat yangmembe!ikan aksi kea,a lant

Cont!olle! engont!ol4engen,ali

Cont!olle, a!iable kuantiti ataukon,isi yang te!uku! ,an te!kont!ol

+aniulate, a!iable kuantiti ataukon,isi yang ,aat be!uba" ole"enga!u" engont!ol


18/43

Institut Teknologi Telkom 1:

Penge!tian ()458

P!oess Suatu oe!asi yang akan ,ikont!ol

System 'ombinasi ,a!i bebe!aa komonen

yang be!ke!@a sea!a be!sama ,alam menaai

suatu tu@uan# Distu!bane Suatu sinyal yang memenga!u"i

kelua!an ,a!i sistem yang kemunulannya ti,ak

,iinginkan#

ee,bak Uman balik? memasukkan sinyal

kelua!an sistem ke bagian sebelumnya atau

bagian a3al !oses ,a!i suatu sistem#


19/43

Institut Teknologi Telkom 1;

Penge!tian (*458

Senso! komonen untuk menguku!

suatu kuantiti atau kon,isi

$oo suatu ali!an !oses

Oen loo ali!an yang ti,ak memiliki

/ee,bak

Close loo

ali!an !oses yang memiliki/ee,bak# 'ont!ol Otomatis


20/43

Institut Teknologi Telkom &=

Sistem kont!ol Close,-loo Sebua" sistem yang oututnyamembe!ikan e/ek a,a kuantitas inut untuk men@aga nilai outut yang,i"a!akan#

Elemen forward (sistem ,inamik8 Unit yang be!eaksi ,engan sinyalengge!ak? meng"asilkan outut yang ,i"a!akan# Unit ini beke!@amengont!ol outut? biasanya bisa suatu power amplifier #

Outut (>a!iabel te!kont!ol8 'uantitas yang "a!us ,i @aga a,a nilaite!tentu? yaitu mengikuti command input tana !eson inut gangguan#

Feedback element

Unit yang membe!ikan uman balik kuantitasoutut? atau /ungsi ,a!i outut? guna ,iban,ingkan ,engan inut !e/e!ensi#

Sinyal engge!ak Sinyal yang membe,akan anta!a inut !e/e!ensi,engan sinyal uman balik# It is t"e inut to t"e ont!ol unit t"at ausest"e outut to "a>e t"e ,esi!e, >alue#

Penge!tian (5458


21/43

Institut Teknologi Telkom &1

1#)# Conto" System 'ont!ol

•Sistem tersebut bisaditerapkan

•Metode kontrol lup terbuka /

tertutup•Mempertimbangkan faktorgangguan


22/43

Institut Teknologi Telkom &&

%lok Diag!am Sistem 'ont!ol Posisi

A7imut" a,a Antena


23/43

Institut Teknologi Telkom &)


24/43

Institut Teknologi Telkom &*


25/43


26/43



27/43



28/43

Institut Teknologi Telkom &:


29/43

Institut Teknologi Telkom &;


30/43

Institut Teknologi Telkom )=


31/43

Institut Teknologi Telkom )1


32/43

Institut Teknologi Telkom )&

1#* P!oblem Desain Sistem 'ont!olSecara umum, persoalan kontrol dapat di bagi dalam tahap berikut :

1. Sekelompok spesifkasi kinerja sistem yang ditetapkan.

2. Penentuan spesifkasi kinerja suatu problem kontrol .

3. Sekelompok Persamaan dierensial linear, menggambarkan sistem fsik

dirumuskan atau teknik identifkasi sistem diterapkan guna mendapatkan

model ungsi transer plant

. !esain dengan pendekatan teori kontrol, dengan bantuan komputer

meliputi :"a# Suatu kinerja sistem dasar "asli tanpa kompensator# ditentukan

dengan aplikasi salah satu metode tersedia untuk analisa "atau

kombinasi#.

"b# $ika kinerja dari sistem dasar "asal# tidak diperoeh spesifkasi

diperlukan, sebuah metode kontrol desain dipilih yang akan

memperbaiki respon sistem."c# %ntuk plant yang memiliki struktur parameter tidak tentu, bisa

digunakan teknik desain &uantitati'e eedback theory "()*#.

+. Simulasi desain sistem .

. -mplementasi dan test sistem nyata.


33/43

Institut Teknologi Telkom ))

Design sistem untuk mendapatkan kinerjadiharapkan dari sistem, itulah masalah sistemkontrol.

eperluan dasar perangkat adalah kemudian dirakitmenjadi sistem untuk membentuk fungsi kontroldiharapkan. eban!akan sistem adalah nonlinear ,

dalam ban!ak kasus "onlinearitas cukup kecil untukdiabaikan, batas operasi cukup kecil makadigunakan analisa secara linear.


34/43

Institut Teknologi Telkom )*

Diag!am P!oblem Desain Sistem 'ont!ol

Kebutuhan

Fungsional :

#ern!ataan problemmeliputi sasaran

operasi dari sistemkontrol dan lingkungan

operasiSpesifiasi kinerja :

$kspresi matematik

menggambarkankebutuhan fungsional

Model dinamika :

Model matematik

dari sistem !angdikontrol

Alokasi kontrol :

%lgoritma optimasimenggunakankontrol untuk

efisiensi

Desain sistem kontrol :

%lgoritma prosedur ontrol


35/43


Ta"aan Pengembangan

!M()!L"*

S+M&L"S+

'((!


36/43


A gene!al !oe,u!e

/o! t"eo!etial mo,eling

1# De/inition o/ /lo3s

ene!gy /l o3 (elet!ial? me"anial? t"e!mal on,utane8

ene!gy an, mate!ial /l o3 (/l ui,i? t"e!mal t!ans/e!?t"e!mo,ynami? "emial8

De/inition o/ !oess elements2 /lo3 ,iag!ams sou!es? sinks (,issiati>e8

sto!ages? t!ans/o!me!s? on>e!te!s

)# G!a"ial !e!esentation o/ t"e !oess mo,el

multi-o!t ,iag!ams (te!minals? /lo3s? an, otentials? o!

a!oss an, t"!oug" >a!iables8 blok ,iag!ams /o! signal /lo3

bon, g!a"s /o! ene!gy /lo3


37/43


A gene!al !oe,u!e

/o! t"eo!etial mo,eling (ont8. Statement of euations for all pro#ess elements

$i% 0alan#e euations for storage $mass, energy, momentum%

$ii%1onstitutive euations for pro#ess elements $sour#es,transformers, #onverters%

$iii%henomenologi#al la2s for irreversible pro#esses

$dissipative systems3 sinks%4. +nter#onne#tion euations for the pro#ess elements

5 #ontinuity euations for parallel #onne#tions $node la2%

5 #ompatibility euations for serial #onne#tions $#losed #ir#uitla2%

6. (verall pro#ess model #al#ulation

5 establishment of input and output variables

5 state spa#e representation

5 input/output models $differential euations, transfer fun#tions%


38/43

Institut Teknologi Telkom ):

Simulation


39/43

Institut Teknologi Telkom );

Simulation


40/43

Institut Teknologi Telkom *=

Real-time simulation2 "yb!i, st!utu!es(a8 Ha!,3a!e-in-t"e-loo simulation# (b8 Cont!ol !ototying


41/43

Institut Teknologi Telkom *1

7ard2are-in-the-Loop Simulation Design an, testing o/ t"e ont!ol "a!,3a!e an, so/t3a!e 3it"out

oe!ating a !eal !oess ( mo>ing t"e !oess /iel, into t"elabo!ato!yJ8

Testing o/ t"e ont!ol "a!,3a!e an, so/t3a!e un,e! eKt!emeen>i!onmental on,itions in t"e labo!ato!y (e#g#? "ig"4lo3teme!atu!e? "ig" aele!ations an, me"anial s"oks?agg!essi>e me,ia? elet!o-magneti omatibility8

Testing o/ t"e e//ets o/ /aults an, /ailu!es o/ atuato!s? senso!s?an, omute!s on t"e o>e!all system

Oe!ating an, testing o/ eKt!eme an, ,ange!ous oe!atingon,itions

Re!o,uible eKe!iments? /!eing o/ ost an, ,e>eloment time#


42/43

Institut Teknologi Telkom *&

1ontrol rototyping

o! t"e ,esign an, testing o/ omleK ont!olsystems an, t"ei! algo!it"ms un,e! !eal-timeonst!aints? a !eal-time ont!olle! simulation(emulation8 3it" "a!,3a!e (e#g#? o//-t"e-s"el/

signal !oesso!8 ot"e! t"an t"e /inal se!ies!o,ution "a!,3a!e (e#g#? seial ASICS8 maybe e!/o!me,# T"e !oess? t"e atuato!s? an,senso!s an t"en be !eal#

T"is is alle, control prototyping # Ho3e>e!? a!ts o/ t"e !oess o! atuato!s maybe simulate,? !esulting in a miKtu!e o/ HI$-simulation an, ont!ol !ototying#


43/43

T"e a,>antages o/ control

prototyping ea!ly ,e>eloment o/ signal !oessing met"o,s? !oess

mo,els? an, ont!ol system st!utu!e? inlu,ing algo!it"ms3it" "ig" le>el so/t3a!e an, "ig" e!/o!mane o//-t"e-s"el/"a!,3a!e

testing o/ signal !oessing an, ont!ol systems? toget"e!3it" ot"e! ,esign o/ atuato!s? !oess a!ts? an, senso!te"nology? in o!,e! to !eate syne!geti e//ets

!e,ution o/ mo,els an, algo!it"ms to meet t"e!e

Documents

1pendahuluan-141105055136-conversion-gate02.ppt