Halaman

Sabtu, 19 Februari 2011

Cara Penulisan Pada MATLAB
(Pr. Pengaturan Otomatis)

a. Blog Diagram 1
num1=[1]; den1=[500 0 0];
sys1=tf(num1,den1)
num2=[1 1]; den2=[1 2];
sys2=tf(num2,den2)
sys=series(sys1,sys2)

num1=[1]; den1=[500 0 0];
sys1=tf(num1,den1)
num2=[1 1];den2=[1 2];
sys2=tf(num2,den2)
sys=sys1+sys2;
sys

num1=[1]; den1=[1 10];
sys1=tf(num1,den1)
num2=[1]; den2=[1 1];
sys1=tf(num2,den2)
sys=series(sys1,sys2)

num1=[1]; den1=[1 10];
sys1=tf(num1,den1)
num2=[1]; den2=[1 1];
sys1=tf(num2,den2)
sys=sys1+sys2;
sys

num1=[6 0 1]; den1=[1 3 3 1];
sys1=tf(num1,den1)
num2=poly([-1 -2]);den2=poly([-2*i 2*i -3]);
sys2=tf(num2,den2)
sys=series(sys1,sys2)

num1=[6 0 1]; den1=[1 3 3 1];
sys1=tf(num1,den1)
num2=poly([-1 -2]);den2=poly([-2*i 2*i -3]);
sys2=tf(num2,den2)
sys=sys1+sys2;
sys

Blog Diagram 2 :
ng1=[1];dg1=[1 10];
sysg1=tf(ng1,dg1);
ng2=[1];dg2=[1 1];
sysg2=tf(ng2,dg2);
ng3=[1 0 1];dg3=[1 5 6];
sysg3=tf(ng3,dg3);
ng4=[5 0];dg4=[1 2];
sysg4=tf(ng4,dg4);

nh1=[1];dh1=[1];
sysh1=tf(nh1,dh1);
nh2=[1 1];dh2=[1 2];
sysh2=tf(nh2,dh2);
nh3=[2];dh3=[1];
sysh3=tf(nh3,dh3);

sys1=feedback(sysh2,sysg2,-1);
sys2=sysh1/sysg3;
sys3=series(sys1,sysg3);
sys4=feedback(sys3,sysh3,-1);
sys5=series(sys4,sysg1);
sys=feedback(sys5,sysh1,-1)

Blog Diagram 3:
 ng1=[1];dg1=[1 10];
sysg1=tf(ng1,dg1);
ng2=[1];dg2=[1 1];
sysg2=tf(ng2,dg2);
ng3=[1 0 1];dg3=[1 5 6];
sysg3=tf(ng3,dg3);
ng4=[5 0];dg4=[1 2];
sysg4=tf(ng4,dg4);

nh1=[1];dh1=[1];
sysh1=tf(nh1,dh1);
nh2=[1 1];dh2=[1 2];
sysh2=tf(nh2,dh2);
nh3=[2];dh3=[1];
sysh3=tf(nh3,dh3);

sys1=sysh3/sysg4;
sys2=series(sysg3,sysg4);
sys3=feedback(sys2,sysh2,-1);
sys4=sysh3/sysg1;
sys5=series(sysg1,sysg2);
sys6=feedback(sys5,sysh1,-1);
sys7=series(sys6,sys3);
sys=feedback(sys7,sysh3)

rpk :
num = [5 3 -2 7]
den = [-4 0 8 3]
[r,p,k] = residue (num,den)
num = [1 5 9 7]
den = poly ([-1 -2])
[r,p,k] = residue (num,den)
num = [1 3]
den = poly ([-1 -2])
[r,p,k] = residue (num,den)
num = [1 2 3 4 5]
den = poly ([0 -1])
[r,p,k] = residue (num,den)
num = [0 1 2 3]
den = [1 3 3 1]
[r,p,k] = residue (num,den)

anto :
num1=[10];den1=[1 2 5];
sys1=tf(num1,den1)
num2=[1];den2=[1 1];
sys2=tf(num2,den2);
sys=series(sys1,sys2)
num1=[10];den1=[1 2 5];
num2=[1];den2=[1 1];
num=conv(num1,num2);
den=conv(den1,den2);
sys3=tf (num,den)
num1=[10];den1=[1 2 5];
sys=tf(num1,den1)
num2=[1];den2=[1 1];
sys2=tf(num2,den2)
sysm=parallel(sys1,sys2);
num1=[1];den1=

Kamis, 17 Februari 2011

pengaturan otomatis

Pendahuluan Sistem Pengaturan

Sistem Kendali, dapat di-identifikasi atau ditengarai terdiri dari minimal 2 (dua) bagian utama, yaitu:
1. Bagian (atau Sub-Sistem) Kendalian atau yang dikendalikan (Plant), yang bisa merupakan peralatan, perangkat, atau proses yang menghasilkan luaran (output, hasil, produk, isyarat luaran, output signal) karena dikendalikan oleh bagian pengendali.
2. Bagian (atau Sub-Sistem) Pengendali (Controller), yang juga bisa merupakan peralatan, perangkat, atau proses yang menghasilkan isyarat kendali (control signal) untuk mengendalikan kendalian. 
 
DEFINISI-DEFINISI
Sistem : kombinasi beberapa komponen yang bekerja secara bersama-sama dan membentuk suatu tujuan tertentu.
Kendalian (plant) : sesuatu yang dikendalikan (diatur), dapat berupa seperangkat peralatan atau yang lainnya, yang digunakan untuk melakukan suatu operasi tertentu. 
Proses (artifisial) : operasi yang dilakukan secara berkesinambungan yang terdiri dari beberapa aksi yang dikendalikan atau pergerakan yang secara sistematik diarahkan pada suatu hasil atau akhir.
Operasi : proses yang dikendalikan: proses kimia, biologi, ekonomi.
Gangguan : suatu sinyal yang cenderung mempengaruhi (secara acak) nilai output suatu sistem: gangguan internal dan eksternal.
Kendali umpan-balik: suatu operasi yang dengan munculnya gangguan akan cenderung akan memperkecil perbedaan antara output suatu sistem dengan beberapa input dan selanjutnya bertindak sesuai bertitik tolak dari perbedaan tsb.
 Transduser adalah suatu peralatan yang merubah suatu sinyal dari satu bentuk menjadi bentuk lain)
 Aktuator  (Penggerak), dalam pengertian listrik adalah setiap alat yang mengubah energi listrik menjadi gerakan mekanis.
 Sensor adalah alat untuk mendeteksi atau mengukur sesuatu yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik.

SISTEM LUP TERBUKA VS LUP TERTUTUP
 Sistem lup terbuka ( open loop system) : dimana tidak terdapat elemen yang mengamati keluaran yang terjadi untuk dibandingkan dengan masukannya (yang diinginkan), meskipun menggunakan sebuah pengendali ( controller) untuk memperoleh tanggapan yang diinginkan

Gambar 2. Sistem Kendali Lingkar Terbuka
Sistem kendali lingkar terbuka tidak mampu mengkompensasi gangguan yang masuk kedalam sistem. Hal ini disebabkan karena tidak satupun komponen dalam sistem yang berfungsi melaporkan adanya gangguan ataupun perubahan-perubahan lain yang terjadi.

Kelebihan:
konstruksinya sederhana dan perawatannya mudah
lebih murah
 tidak ada persoalan kestabilan
cocok untuk keluaran yang sukar diukur /tidak ekonomis (contoh:           untuk mengukur kualitas keluaran pemanggang roti)

Kelemahan:
gangguan dan perubahan kalibrasi
untuk menjaga kualitas yang diinginkan perlu kalibrasi ulang dari             waktu ke waktu
Sistem lup tertutup (closed loop system ) : sebutan lain dari sistem kendali dengan umpan balik


Sistem lingkar tertutup menanggapi gangguan melalui pengukuran tanggapan keluaran, dan mengumpankan informasi tersebut ke masukan melalui jalur umpan balik yang dibangun. Informasi ini dibandingkan dengan sinyal acuan. Jika terdapat perbedaan maka akan dikirim sinyal untuk menanggapi perbedaan tersebut. Sistem kendali lingkar tertutup mampu mengkompensasi gangguan yang masuk/timbul.
Sistem lingkar tertutup mempunyai banyak keunggulan dibanding sistem lingkar terbuka, yaitu:
q  mempunyai tingkat ketepatan yang lebih tinggi,
q  tidak peka terhadap gangguan,dan perubahan pada lingkungan.
q  Sistem lingkar tertutup mempunyai kekurangan yaitu masalah kestabilan harus menjadi perhatian.
Komponen Sistem Kontrol
Komponen-komponen dasar sistem pengontrolan adalah sebagai berikut
1. Proses (plant)
2. Sensor, disebut juga elemen primer (primary element)
    Contoh:
suhu: termokopel atau resistance thermometer
 laju alir: venturi meter
 komposisi: gas chromatograph
3. Transduser: untuk mengubah sinyal
4. Transmiter: menguatkan sinyal, disebut juga elemen sekunder
5. Kontroler (otaknya sistem kontrol)
6. Elemen kontrol akhir (aktuator)
7. Recorder
 
Sinyal Transmisi
Ada tiga jenis sinyal yang digunakan pada industri proses saat ini, yaitu:
1. Sinyal pneumatic atau tekanan udara, normalnya 3  15 psi
2. Sinyal elektrik (electric) atau elektronik, normalnya antara 4 dan           20 mA.
3. Sinyal digital atau diskrit (nol dan satu).
Transducer
q  diperlukan untuk mengubah dari satu sinyal ke sinyal lainnya. Ini
       Contohnya dari sinyal listrik ke sinyal pneumatik. Ini
             menggunakan transduser arus (I) dan pneumatik (P) atau I/P

Blok diagram



Contoh 1: Pemanasan air
Tujuan untuk memperoleh air panas dengan suhu tertentu
ü  Air yang akan dipanaskan disimpan dalam tangki air (PLANT).
ü  Mekanisme pemanasan air dilakukan dengan mengalirkan uap panas ke dalam saluran uap panas yang selanjutnya uap panas ini akan memanaskan air dingin yang masuk ke dalam tangki
ü  Seorang operator (KONTROLER) bertugas untuk mengatur aksi buka tutup katup (AKTUATOR) pada saluran uap panas.

n  Algoritma kontrolnya adalah apabila suhu air panas kurang dari yang diinginkan maka buka katup saluran uap, sebaliknya jika suhu air panas lebih dari yang diinginkan maka tutup katup saluran uap. Sebuah termometer (SENSOR) digunakan untuk mendeteksi besar suhu air panas yang dihasilkan. Sistem kontrol tersebut dapat dilihat melalui diagram blok diagram sbb:
Apabila diinginkan menjadi sistem kontrol lingkar-tertutup, maka fungsi operator harus diambil alih oleh peralatan elektronika pemroses keputusan (misalnya komputer atau mikrokontroler) serta rangkaian penggerak (driver) pemutar buka tutup katup.
Selain itu, sensor elektronis juga menjadi kebutuhan untuk menjamin tersedianya informasi keluaran yang terus- menerus.

 
Contoh 2. Pengaturan tinggi permukaan air
ü  Dalam sistem ini, yang ingin diatur adalah tinggi permukaan air dalam tangki (PLANT)
ü  Seorang operator (KONTROLER) bertugas membuka tutup kran air (AKTUATOR) untuk menjaga tinggi permukaan air yang tetap.
ü  Algoritma kontrolnya adalah buka kran air apabila tinggi permukaan air turun dan tutup kran air apabila tinggi permukaan air lebih dari yang diinginkan.
ü  sebagai sensor adalah mata sang operator yang selalu melihat tinggi permukaan air.



Contoh 3. Pengaturan posisi lengan robot



Contoh 4. kendali mobil
Input arah jalan
Output arah mobil


Pengaturan posisi sudut antena
 
Sistem kendali temperatur

 
Pengaturan temperatur oven listrik
Aktuator ; elemen pemanas
Plant ; temperatur
Sensor : thermocoupel 




DAFTAR PUSTAKA
1.    1.   Ogata, K, Moderen Control Engineering, 3rd Edition, Prentice Hall International. Inc., 1997. 
     2. Dorf, Rc. And Bishop, RH, Moderen Control System, 7Th Edition, Addison Wesley Publishing Company, 1995.
     3. Phillips, L. Charles and R.J Widodo, Sistem Kontrol:Dasar-dasar.  3rd Edition, Edisi Bahasa Indonesia , PT Prenhallindo, Jakarta, 1998 .