CONTROL SYSTEM ENGINEERING (Dasar Sistem Kontrol) Lecture13 Desain Sistem Kendali dengan Root Locus

Introduction Sistem Kontrol dirancang untuk tugas-tugas tertentu. · Perlu spesifikasi Unjuk Kerja :- akurasi , - kestabilan, - kecepatan respons. Spesifikasi mungkin perlu diubah dalam proses perancangan (tak dapat dicapai, tak ekonomis). · Perlu urutan prioritas spesifikasi.

Introduction Pendekatan Konvensional untuk Perancangan: · Spesifikasi Unjuk Kerja: Domain waktu: (tp, %Mp, ts) Domain Frekuensi : phase margin (PM), gain margin (GM), bandwith. · Alat bantu perancangan: Domain waktu: Root Locus Domain frekuensi: Bode Plot , Nyquist, dst. · Terbatas pada SISO, linear, invarian waktu. · Spesifikasi dicoba dipenuhi melalui gain adjustment dengan metoda coba-coba. · Tak selalu berhasil mengingat plant tak dapat diubah. · Perlu rancangan ulang : KOMPENSASI

Kompensasi Seri

Kompensasi Paralel

Kriteria Pemilihan Kompensasi Sifat-sifat sinyal dalam sistem Ketersediaan komponen Faktor ekonomis Pengalaman Perancang Level daya pada beberapa titik

Keuntungan Kompensasi Kompensasi Seri:  Lebih sederhana.  Perlu tambahan amplifier untuk memperkuat gain dan / atau membuat isolasi.  Diletakkan pada titik dengan daya terendah pada lintasan maju (mengurangi disipasi daya). Kompensasi Paralel:  Jumlah komponen lebih sedikit, karena terjadi pada tranfer energi dari level lebih tinggi ke level lebih rendah

Kompensator Lead, Lag & Lag-Lead Lead: fasa output mendahului input Lag : fasa output terbelakang dari input Lag-lead : phase lag terjadi pada daerah frekuensi rendah, phase lead terjadi pada daerah frekuensi tinggi. Realisasi Kompensator · Divais aktif Elektronik (Op amp) · Divais pasif : Elektrik (RC network + Amplifier) · Mekanik · Pneumatik · Hydraulik · Kombinasi

Desain Kompensator dengan Root Locus Perbaikan unjuk kerja sistem dengan menyisipkan kompensator dengan memanfaatkan Root Locus. Pengaruh Penambahan Pole pada OLTF:  Menarik Root Locus kekanan  Cenderung menurunkan kestabilan relatif sistem  Memperlambat waktu settling

Desain Kompensator dengan Root Locus Pengaruh Penambahan Zero pada OLTF: Menarik Root Locus kekiri Cenderung lebih stabil Mempercepat waktu settling Karakteristik respons transient harus di cek lagi setelah perancangan selesai.

Kompensasi Lead Untuk PERBAIKAN RESPONS TRANSIENT tanpa banyak mempengaruhi respons steady state sistem. Realisasi Kompensator

Kompensasi Lead Asumsi Kompensasi Lead

Prosedur Desain 1. Tentukan letak pole-pole lup tertutup dominan yang diinginkan dari spesifikasi unjuk kerja. 2. Gambar Root Locus sistem semula. · Pastikan bahwa letak pole pada butir 1 tak dapat dicapai dengan gain adjustment. · Hitung sudut deficiency f (sudut yang dikontribusikan oleh kompensator lead agar Root Locus baru melalui pole-pole pada butir 1). 3. Anggap kompensator memiliki fungsi alih:

Prosedur Desain

Tugas Gambarkan Root Locus untuk system berikut. Hitung parameter-parameter Root Locus berikut. 1. Persamaan Karakteristik Loop Tertutup sistem 2. Pole dan Zero Root Locus 3. Perpotongan Asymtot dan Sudut Asymtot 4. Titik Break-Away dan titik Break-In 5. Titik potong Kurva dengan sumbu imajiner 6. Plot Root Locus pada S-Plane

Tugas Gambarkan Nyquist Diagram dan Bode Plot untuk system berikut. Tentukan parameter-parameter Nyquist Diagram dan Bode Plot berikut. 1. Cardinal Points pada ω = 0 dan ω = ∞ 2. Titik pada saat Sistem melintasi sumbu imajiner 3. Titik pada saat Sistem melintasi sumbu real 4. Plot Nyquist Diagram 5. Gambarkan Bode Plot

Tugas Suatu sistem balikan satuan dengan , diinginkan agar frekuensi natural tak teredamnya wn = 4 rad/detik dan koefisien redaman ζ tetap = 0,5. Tentukan nilai Kompensator Lead (Gc(s)) agar system terkompensasi seperti yang diinginkan. 

END THANK YOU