TINJUAN SINGKAT TRANSFORMASI LAPLACE

6.1 TINJUAN SINGKAT TRANSFORMASI LAPLACE

Analisis dan sintesis sistem pengendalian dengan menggunakan transformasi Laplace adalah hal yang umum dilakukan para ahli khususnya jalur akademik. Dengan perangkat transformasi Laplace, penyelesaian persamaan diferensial dan integral menjadi lebih sederhana. Ini sangat membantu memahami hubungan antara masukan dan keluaran sistem. Sayangnya transformasi Laplace hanya dapat diterapkan pada sistem linier yang tak berubah (time invariant) dan kurang populer di kalangan praktisi industri. Selain terasa abstrak, transformasi Laplace terasa sangat teoritis.

Pemakaian transformasi Laplace pada buku ini semata-mata ditujukan untuk menambah wawasan, yang sangat boleh jadi, bermanfaat di kelak kemudian hari. Untuk menghindari pembahasan yang cenderung teoritis dan membosankan, sengaja penyelesaian

analisis dan sintesis memakai bantuan program paket MATLAB TM .

6.1.1 DEFINISI

Transformasi Laplace adalah pengubahan bentuk fungsi waktu, f(t), menjadi bentuk dalam ranah frekuensi (frequuency domain), F(s), yang memenuhi hubungan,

− F st ( s ) = ∫ f ( t ) e dt (6.1)

atau dapat dituliskan,

F(s) = L {f(t)}

dengan L adalah operator Laplace. Transformasi Laplace hanya berlaku untuk waktu lebih besar atau sama dengan nol dan f(t) kontinyu dalam rentang tersebut.

Transformasi Laplace pada dasarnya merupakan perangkat (tools) untuk menyelesaikan persamaan diferensial dan integral. Bentuk persamaan diferensial atau integral lebih dulu diubah ke dalam bentuk Laplace, F(s), untuk diselesaikan secara aljabar biasa. Hasilnya kemudian diubah kembali ke bentuk f(t) yang merupakan penyelesaian persamaan semula melalui inversi Laplace.

6.1.2 TRANSFORMASI FUNGSI

Transformasi beberapa fungsi penting yang sering dipakai disajikan dalam tabel 6.1

a) Trasformasi Derivatif

d n Transformasi, n f (t ) , adalah

dt  n

n − 1 n − 2 n − 3 n − 2 n − 1  n f (t )  = s F ( s ) + s f ( 0 ) + s f ' ( 0 ) + s f " ( 0 ) + ... + sf ( 0 ) + f ( 0 ) (6.3)  dt

Tabel 6.1. Transformasi beberapa fungsi.

Nama Fungsi Fungsi waktu

Bentuk Grafik

Transformasi

F(t)

Laplace F(s)

Delta δ (t ) 1

A Step s

A Eksponensial

Ramp s

ω Sinusoida

sin ( ω t)

s Kosinusoida

cos ( ω t)

-at

e sin ( ω t)

-at

e cos ( ω t)

Jika nilai awal f(0) = 0, maka,  n

L d  n  n f (t )  =s F(s)

(6.4)  dt

Contoh 6.1. Bentuk Laplace dari persamaan diferensial,

dengan, y(0) = 0, adalah, Y ( s ) =

b) Transformasi Integral

Transformasi dari, ∫ f ( t ) dt jika nilai awalnya nol, adalah,

 ∫ f ( t ) dt  =

F) ( s

Contoh 6.2. Bentuk Laplace dari persamaan integral berikut,

y = ∫ x dt dengan, x(0) = 0, adalah, Y(s) =

c) Teorema Nilai Awal

Nilai awal dari f(t) adalah, lim f ( t ) = lim sF ( s ) (6.6)

d) Teorema Nilai Akhir

Nilai akhir dari f(t) adalah, lim t f ( t ) = lim s 0 sF ( s ) (6.7)

e) Teorema Translasi Transformasi

Translasi dari fungsi f(t), adalah,

{ e f ( t ) } = F ( s + a ) (6.8)

L − at

f) Teorema Translasi Fungsi

Translasi dari fungsi f(t-a) adalah,

− as {

f ( t − a ) } = e F ( s ) (6.9)

6.1.3 INVERSI LAPLACE

Inversi Laplace adalah mengembalikan bentuk fungsi F(s) menjadi fungsi waktu, f(t). Penyelesaian inversi relatif lebih sulit dibandingkan dengan tranformasi ke bentuk F(s). Inversi fungsi, F(s), adalah,

L -1 { F ( s ) } = f ( t ) (6.10) dengan, -1 L = inversi Laplace.

Contoh 6.3 . Akan dicari inversi Laplace dari,

( s + 4 )( s + 3 )

Untuk menyelesaikan, persamaan tersebut terlebih dahulu diubah ke dalam bentuk,

( s + 4 )( s + 3 ) s + 4 s + 3

− 3 Dengan mengacu pada persamaan (6.5) diperoleh, t f ( t ) = e − 2 e

Dokumen yang terkait

Keanekaragaman Makrofauna Tanah Daerah Pertanian Apel Semi Organik dan Pertanian Apel Non Organik Kecamatan Bumiaji Kota Batu sebagai Bahan Ajar Biologi SMA

26 317 36

FREKUENSI KEMUNCULAN TOKOH KARAKTER ANTAGONIS DAN PROTAGONIS PADA SINETRON (Analisis Isi Pada Sinetron Munajah Cinta di RCTI dan Sinetron Cinta Fitri di SCTV)

27 310 2

KEBIJAKAN BADAN PENGENDALIAN DAMPAK LINGKUNGAN DAERAH (BAPEDALDA) KOTA JAMBI DALAM UPAYA PENERTIBAN PEMBUANGAN LIMBAH PABRIK KARET

110 657 2

ANALISIS SISTEM PENGENDALIAN INTERN DALAM PROSES PEMBERIAN KREDIT USAHA RAKYAT (KUR) (StudiKasusPada PT. Bank Rakyat Indonesia Unit Oro-Oro Dowo Malang)

160 705 25

Analisis Sistem Pengendalian Mutu dan Perencanaan Penugasan Audit pada Kantor Akuntan Publik. (Suatu Studi Kasus pada Kantor Akuntan Publik Jamaludin, Aria, Sukimto dan Rekan)

136 695 18

DOMESTIFIKASI PEREMPUAN DALAM IKLAN Studi Semiotika pada Iklan "Mama Suka", "Mama Lemon", dan "BuKrim"

133 700 21

PROSES KOMUNIKASI INTERPERSONAL DALAM SITUASI PERTEMUAN ANTAR BUDAYA STUDI DI RUANG TUNGGU TERMINAL PENUMPANG KAPAL LAUT PELABUHAN TANJUNG PERAK SURABAYA

97 602 2

KONSTRUKSI MEDIA TENTANG KETERLIBATAN POLITISI PARTAI DEMOKRAT ANAS URBANINGRUM PADA KASUS KORUPSI PROYEK PEMBANGUNAN KOMPLEK OLAHRAGA DI BUKIT HAMBALANG (Analisis Wacana Koran Harian Pagi Surya edisi 9-12, 16, 18 dan 23 Februari 2013 )

64 565 20

PENERAPAN MEDIA LITERASI DI KALANGAN JURNALIS KAMPUS (Studi pada Jurnalis Unit Aktivitas Pers Kampus Mahasiswa (UKPM) Kavling 10, Koran Bestari, dan Unit Kegitan Pers Mahasiswa (UKPM) Civitas)

105 442 24

KEABSAHAN STATUS PERNIKAHAN SUAMI ATAU ISTRI YANG MURTAD (Studi Komparatif Ulama Klasik dan Kontemporer)

5 102 24