95
PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL
Singkatnya, sistem yang melakukan pengukuran hasil sebelumnya dan koreksi disebut rangkaian tertutup atau kontrol umpan balik. Sistem yang tidak
memiliki properti pengukuran dan koreksi disebut sistem rangkaian terbuka.
Masukan Referensi
Tranduser Masukan
Keluaran Variabe
Terukur Kontroler
+
Proses Plant
Gangguan 1 Gangguan 2
+ -
Error
Tranduser Keluaran
Sensor
Gambar 2.3 Fungsi alih sistem kontrol rangkaian tertutup
2.1.3 Fungsi Alih Sistem Kontrol
Subsistem direpresentasikan sebagai blok dengan input, output, dan fungsi alih. Ketika beberapa subsistem yang saling berhubungan, beberapa
elemen skema harus ditambahkan ke diagram blok. Semua bagian komponen diagram blok untuk sistem linear waktu - invariant ditunjukkan pada Gambar 2.4.
Gs Masukan
Keluaran Ys
Rs Sistem
Gambar 2.4 Fungsi alih sistem kontrol rangkaian terbuka Fungsi alih sistem kontrol rangkaian terbuka adalah :
YsRs = Gs Sistem umpan balik membentuk dasar untuk studi rekayasa kontrol sistem.
Sistem umpan balik yang khas, ditunjukkan pada Gambar 2.5 a, sebuah model sederhana ditunjukkan pada Gambar 2.5 b.
Masukan G1s
Keluaran G2s
G3s Kontroler
-
Error H1s
Plant
H2s Tranduser
Masukan
Tranduser Keluaran
Umpan Balik
Rs Es
Ys Cs
a
96
PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL
Masukan Keluaran
Gs Kontroler
+ Plant
-
Error Hs
Umpan Balik
Rs Es
Ys
b
Masukan Keluaran
Gs ---------------
1±GsHs Rs
Ys
c Gambar 2.5 Fungsi alih sistem kontrol rangkaian tertutup
Es = Rs±YsHs E s =
Y s G s
Fungsi alih sistem kontrol rangkaian tertutup adalah : Ge s =
G s ± G s H s
Mengarahkan perhatian kita pada model yang disederhanakan, dan pemecahan untuk fungsi alih, YsRs=Gs, diperoleh fungsi alih yang ditunjukkan pada
Gambar 2.5c, hasilGsHs disebut fungsi alih rangkaian terbuka, atau penguat rangkaian.
97
PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL
2.1.4 Model Matematika Kecepatan Putaran Motor DC orde 1
Identifikasi plant ditujukan untuk mendapatkan model matematis berupa fungsi alih yang digunakan untuk proses perancangan kontroler nantinya. Untuk
jenis plant yang dibahas berupa motor DC sistem orde satu. Orde sistem menentukan jenis kontroler yang akan dipakai dan mencari nilai parameter
kontroler untuk hasil respon yang diinginkan. Fungsi alih motor DC dapat ditentukan melalui pembacaan kurva karakteristik
yang didapatkan melalui pengukuran keluaran kecepatan putaran motor dan tegangan masukan motor DC, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.6.
Tegangan steady state adalah tegangan masukan yang diberikan konstan pada masukan motor DC, putaran steady state adalah kecepatan putaran motor
setelah mencapai putaran nominalnya setelah diberikan tegangan masukan tertentu, sementara waktu respon motor T1 adalah waktu transien yang
diperlukan untuk perubahan kecepatan putaran motor mencapai putaran nominalnya.
Gambar 2.6 Kurva kecepatan putaran motor orde 1
98
PEREKAYASAAN SISTEM KONTROL
Dari parameter kurva karakteristik tersebut diatas, didapatkan parameter model matematika orde satu :
K = yss
xss T = t| ,6 ∗ yss
Dimana : yss
= sinyal putaran steady state xss
= sinyal tegangan steady state t
= waktu Fungsi alih dari kecepatan putaran motor DC orde 1 dituliskan dalam domain S
seperti pada persamaan berikut : G s =
K T s +
2.1.5 Model Matematika Kecepatan Putaran Motor DC orde 2
