Fungsi Ahli

Pada umumnya, ketika terdapat masukan dan keluaran sistem sebagai fungsi waktu, maka relasi antara keluaran dan masukan akan muncul dalam bentuk persamaan diferensial. Jika terdapat sebuah sistem yang terbentuk dari dua buah elemen dalam hubungan seri di mana masing-masing ele-men memiliki relasi masukan-keluaran yang dideskripsikan oleh persamaan diferensial, maka tidak akan mudah untuk melihat bagaimana keluaran sis-tem tersebut dapat secara keseluruhan direlasikan terhadap masukannya. Namun demikian, terdapat satu cara untuk mengatasi kendala ini yaitu dengan mentransformasikan persamaan diferensial bersangkutan menjadi bentuk lain dengan menggunakan transformasi Laplace. Bentuk ini jauh lebih mudah dan sederhana untuk menggambarkan relasi antara masukan dan keluaran sistem jika dibandingkan dengan bentuk persamaan diferensi-al, karena manipulasi matematisnya dapat dengan mudah dilakukan dengan konsep-konsep aljabar dasar biasa.

Untuk melakukan transformasi tersebut di atas, beberapa langkah dan aturan yang harus diikuti adalah sebagai berikut:

1.  Variabel yang merupakan fungsi waktu, misalnya tegangan masuk-an atau keluaran v di dalam suatu rangkaian listrik, ditulis sebagai v(t) untuk menunjukkan bahwa v adalah fungsi waktu. Perhatikan bahwa penulisan bentuk seperti ini tidak memiliki arti bahwa v dika-likan dengan t. Saat transformasi dilakukan, maka akan dibuat suatu variabel sebagai fungsi s, contohnya variabel tegangan akan ditulis sebagai V(s).Perhatikan bahwa huruf besar digunakan untuk menuliskan variabel-variabel sebagai fungsi s.dan ini tidak berarti bahwa V dikalikan dengan s.  v(t) jika ditransformasikan akan menjadi V (s) 1 Suatu konstanta k yang tidak berubah terhadap waktu akan tetap merupakan sebuah konstanta. Jadi kv dimana v adalah fungsi waktu akan menjadi kV (s). Sebagai contoh, tegangan 3v(t) dalam bentuk fungsi s akan ditulis menjadi 3V (s).
2. Suatu konstanta k yang tidak berubah terhadap waktu akan tetap merupakan sebuah konstanta. Jadi kv dimana v adalah fungsi waktu akan menjadi kV (s). Sebagai contoh, tegangan 3v(t) dalam bentuk fungsi s akan ditulis menjadi 3V (s).  Suatu konstanta k akan tetap merupakan konstanta k ketika ditran-sformasikan
3.      Nilai awal dari variabel v adalah sama dengan nol pada waktu t = 0. Turunan atau derivatif pertama dari suatu fungsi waktu dv/dt akan menjadi sV (s) dan kdv/dt akan menjadi ksV (s). Sebagai contoh, tanpa nilai awal 4dv/dt sebagai fungsi s akan menjadi 4sV (s). Tanpa nilai awal pada t = 0, dv/dt akan menjadi sV (s) ketika ditran-sformasikan. 
4.     Perhatikan bahwa jika terdapat nilai awal v₀ pada t = 0, maka tu-runan pertama fungsi waktu dv/dt akan menjadi sV (s)- v₀, yaitu mengurangkannya dengan nilai awal. Adapun kdv/dt akan menjadi k[sV (s)- v₀]. Sebagai contoh. jika v₀ = 2 pada t = 0 maka dv/dt akan menjadi sV (s) 2.

 A. Fungsi Ahli

         Penjelasan atau istilah gain digunakan untuk menunjukkan relasi antara ma-sukan dan keluaran sebuah sistem, di mana gain G = keluaran=masukan. Bila masukan dan keluaran sistem yang dinyatakan dalam bentuk fungsi s, maka fungsi alih atau transfer function G(s) didelinisikan sebagai [keluaran Y(s)/masukan X(s)] ketika semua kondisi mula sebelum masukan dikenakan adalah sama dengan nol.

Suatu fungsi alih dapat direpresentasikan sebagai sebuah blok diagram (lihat gambar dibawah dengan X(s) sebagai masukan, Y (s) sebagai keluaran, dan fungsi alih G(s) sebagai operator di dalam kotak yang mengonversikan masukan menjadi keluaran. Blok akan merepresentasikan perkalian masuk-an. Jadi, dengan menggunakan transformasi Laplace masukan dan keluaran, maka fungsi alih dapat digunakan sebagai sebuah faktor pengali sederhana.

Gambar Fungsi alih sebagai faktor pengali masukan sistem untuk meng-

hasilkan keluaran (Bolton: 2006)

                                                         

B. Fungsi Alih Dan Sistem

        Tinjaulah sebuah sistem kontrol kecepatan yang terdiri dari sebuah penguat diferensial untuk memperkuat sinyal dan menggerakkan sebuah motor, yang selanjutnya akan menggerakkan sebuah poros melalui sistem gir. Umpan balik putaran poros diperoleh melalui sebuah tachogenerator.

1. Penguat diferensial dapat diasumsikan menghasilkan keluaran yang berbanding lurus dengan masukan sinyal error sehingga dapat direp-resentasikan oleh sebuah fungsi alih konstan K, yaitu gain K yang nilainya tidak berubah terhadap waktu.
2. Sinyal error merupakan masukan untuk rangkaian jangkar motor dan mengakibatkan motor memberi torka keluaran yang besarnya seban-ding dengan besar arus jangkar. Rangkaian jangkar dapat diasumsikan sebagai rangkaian yang memiliki induktansi L dan resistansi R sehing-ga fungsi alihnya adalah l/(sL + R).
3. Torka keluaran motor ditransformasikan menjadi putaran poros peng-gerak oleh sebuah sistem gir, dan dapat diasumsikan bahwa kecepatan putaran adalah berbanding lurus dengan torka masukan. Jadi fungsi alih sistem gir direpresentasikan oleh suatu fungsi alih konstan N, yang merupakan rasio gir.
4. Umpan balik diberikan melalui elemen tachogenerator dan dapat di-ambil asumsi bahwa keluaran generator berbanding langsung dengan masukannya sehingga dapat direpresentasikan sebagai fungsi alih kon-stanta H.
   
   

Diagram blok untuk sistem kontrol kecepatan poros dengan suku-suku di dalam kotak diagram adalah fungsi alih dari masing-masing elemen sistem. (Bolton: 2006)

C. Sistem dengan umpan balik

       Untuk sistem-sistem dengan loop umpan balik negatif, akan didapat situasi seperti digambarkan oleh Gambar 6.4 di mana keluaran sistem diumpanba-likkan melalui suatu sistem dengan fungsi alih H(s) untuk dikurangkan dari masukan sistem G(s). Sistem umpan balik memiliki masukan Y (s) dan ke-luaran H(s)Y (s). Jadi, sinyal umpan balik adalah H(s)Y (s). Sinyal error adalah selisih antara sinyal masukan sistem X(s) dan sinyal umpan balik. Jadi,

Sistem dengan umpan balik negatif

D. Manipulasi Blok

       Sering kali terjadi suatu sistem yang memiliki banyak elemen dan terkadang mempunyai lebih dari satu buah masukan. Sistem dengan masukan tunggal dan keluaran tunggal disebut sebagai sistem ISO ( Single Input Single Output). Sementara itu sistem dengan masukan berganda dan keluaran tunggal dikenal dengan istilan MISO ( Multiple Input Single Output). Berikut ini disajikan beberapa cara untuk mengatur kembali blok-blok dari suatu diagram blok sistem untuk menghasilkan penyederhanaan diagram namun tetap memberikan fungsi alih keseluruhan sistem yang sama. Untuk menyederhanakan tampilan diagram, parameter (s) dihilangkan.

a). Pemindahan Titik Penjumlahan

      Untuk menyederhanakan diagram blok, terkadang titik penjumlahan perlu dipindahkan. di bawah ini mengilustrasikan aturan dasar untuk perpindahan titik penjumlahan ini.

Penyusunan kembali titik penjumlahan (Bolton: 2006)

Pertukaran titik penjumlahan (Bolton: 2006)

 Memindahkan titik penjumlahan di depan suatu blok (Bolton:2006)

Memindahkan titik penjumlahan di belakang suatu blok (Bolton: 2006)

b). Pengubahan lintasan umpan balik dan lintasan maju

Gambar dibawah menunjukkan teknik-teknik penyederhanaan untuk pengubahan lintasan umpan balik dan lintasan maju.

Menghilangkan sebuah blok dari suatu lintasan umpan balik(Bolton: 2006)

Menghilangkan sebuah blok dari suatu lintasan umpan balik (Bolton: 2006)

Model-model Sistem Kendali

BAB II 

MODEL-MODEL SISTEM KENDALI

A. Pemodelan Sistem Kendali

Sistem Fisik, Istilah model matematik diartikan sebagai hubungan matematik yang menghubungkan keluaran sistem ke masukannya. mungkin salah satu model yang paling sederhana dari sistem sik adalah hukum Ohm (lebih tepat dikatak-an sebagai model Ohm) yang diterapkan pada fenomena resistansi elektrik. Model ini di rumuskan seperti berikut:

v(t) = i(t)R

Pada persamaan ini,v(t) adalah tegangan dalam volt, i(t) adalah aruss dalam besaran ampere, dan R adalah resistensi dalam besaran Ohm. Jika resistansi dihubungkaan dengan tegangan yang diketahui, tegangan akan menjadi sistem dan arus adalah keluaran sistem atau tanggapan.

Pemodelan Sistem, Di dalam kamus IEEE [1] model matematik dari sebuah sistem didefinisikan sebagai kumpulan persamaan yang digunakan untuk mewakili sistem fisik. Haruslah dimengerti bahwa tidak ada model matematik yang pasti dari suatu sistem fisik. Kita dapat meningkatkan ketepatan suatu model dengan cara meningkatkan kerumitan persamaan-persamaan, tetapi tidak pernah dapat mencapai kepastian. Kita umumnya berusaha keras untuk mengem-bangkan sebuah model supaya dapat menyelesaikan persoalan tanpa mem-buat model yang terlalu rumit. Telah dinyatakan bahwa pembahasan model sistem-sistem sik melibatkan antara 80% - 90% persen dari usaha yang diperlukan di dalam analisis dan perancangan sistem kendali.

B. Rangkaian Electrik, 

    Di bagian ini akan dikembangkan model-model untuk beberapa rangkai-an elektrik yang sederhana dan bermanfaat. Model ini diberikan pada Gambar2.2, bersama-sama dengan model induktansi dan kapasitansi Pa-da Gambar2.2 juga dide nisikan sumber tegangan dan sumber arus ideal. Garis terputus-putus menunjukkan bahwa elemenelemen yang diperlihatkan merupakan bagian dari rangkaian yang lebih besar. Sebagai contoh, resis-tansi harus merupakan bagian dari rangkaian yang lebih besar, atau v(t) identik dengan nol.

 Untuk sumber tegangan ideal, tegangan pada terminal-terminal dari sumber sesuai dengan yang ditetapkan, tidak bergantung pada rangkai-an yang terhubung melalui terminal -terminal ini. Arus,i(t), yang meng-alir di sumber tegangan ditentukan oleh rangkaian yang terhubung melalui terminal-terminal ini. Untuk sumber arus ideal, arus yang mengalur melalui sumber arus sesuai dengan yang ditetapkan, tidak bergantung pada rang-kaian yang terhubung melalui terminal-terminal ini. Tegangan,v(t), yang timbul pada terminal dari sumber arus ditentukan oleh rangkaian yang ter-hubung melalui terminalterrninal ini.

Sebuah rangkaian yang merupakan sebuah interkoneksi dari elemen-elemen diperlihatkan pada Gambar 2.2. Persamaan rangkaian ditulis dengan menggunakan model yang diperlihatkan pada gambar yang sejalan dengan hukum tegangan dan arus dari Kirchoff . Hukum tegangan Kircho dinyatakan sebagai:

Gambar 2.2: Bagian-bagian rangkaian listrik (Phillips:1998)

Hukum arus kirchof dinyatakan sebagai :

Jumlah aljabar tegangan di seputar setiap simpai tertutup di dalam suatu rangkaian elektrik adalah nol. 

       Perhatikan sebuah sistem dengan masukane(t) dan keluaran c(t). Jika C(s) adalah transformasi lapllace dari keluaran sistem dan E(s) adalah tran-sformasi laplace dari masukan sistem, fungsi alih G(s) didefenisikan dengan :

G(s) =	C(s)
	E(s)

Pada sistem-sistem kendali sik biasanya terdapat satu elemen rangka-ian tambahan yaitu penguat operasional (sering kali disebut op amp). Biasanya op amp digunakan pada rangkaian-rangkaian sensor untuk meng-uatkan sinyal-sinyal lemah dan juga digunakan pada rangkaian-rangkaian kompensasi. Lambang yang digunakan pada diagram rangkaian untuk op amp diperlihatkan pada Gambarbab2d(a). Masukan bertanda negatif dise-but masukan inverting, dan yang bertanda positif disebut masukan nonin-verting. Catu daya untuk tegangan positif diberi lambang V ⁺ dan untuk tegangan negatif adalah V . Op amp terlihat seperti [pada Gambar 2.3(a), tanpa hubungan dengan catu daya. Pada gambar ini v_d adalah tegangan masukan dan v₀ adalah tegangan keluaran. Penguat dirancang dan diba-ngun sedemikian rupa sehingga impedansi masukan menjadi sangat tinggi, yang mengakibatkan arus di i dan i⁺ menjadi kecil sekali. Di samping itu, keuntungan penguat menjadi sangat besar (10⁵ atau lebih besar). yang menghasilkan tegangan masukan yang diizinkan yang sangat kecil jika pe-nguat dioperasikan di dalam kisaran linearnya.

(a) Op amp inverting dan noninver- (b) Op amp ideal ting

Gambar 2.3: Penguat Operasional (Phillips:1998)

ideal memiliki arus masukan nol; jadi, di Gambar 2.3 (b), i- dan i+ sama dengan nol. Sebagai tambahan, penguat ideal yang bekerja pada kisaran lineamya dengan bati yang tidak terbatas, menghasilkan tegangan masukan vd sama dengan nol. Untuk hampir semua aplikasi, model penguat ideal cukup.

C. Sistem Kendali Robotik.

    Pada Gambar 2.31 diperlihatkan gambar dari sebuah robot industri. Pada umumnya, tangan sebuah robot memiliki beberapa sendi. Pendekatan saat ini merancang sistem kendali untuk sendi-sendi robot adalah dengan mem-perlakukan setipa sendi dari tangan robot sebagai sebuah servomekanisme sendi sederhana.

Gambar 2.4: Robot Industri, arm robot (Phillips:1998)

Gambar 2.4 menggambarkan sendi tangan robot tunggal, dengan ha-nya sendi yang diperlihaakan. Diasumtulum sebagai aktuator adalah motor servo dc pengedalian armatur dengan tipe yang sejenis dengan yang ada pada Subbab sebelumnya, diasumsikan bahwa tangan dihubungkan dengan motor melalui roda gigi, dengan rasio roda gigi n = r₁=r₂.

Pada robot-robot industri. aktuator hidrolik atau pneumatik lebih banyak digunakan daripada motor servo dc. Tetapi, karena sudah dikembangkan model motor servo, diasumsikan penggunaan motor servo dc. Diagram blok dari sendi tangan robot diberikan pada Gamba ??. Pada gambar ini, parameter parameter motor adalah sama dengan parameter pada gambar diagram blok motor servo. Tegangan masukan motor adalah E_a; I_a adalah arus armatur motor. T adalah torka yang dikembangkan _m adalah su-dut poros motor, dan theta_L adalah sudut tangan robot. Momen inersia J menggambarkan keseluruhan

Gambar 2.5: Sambungan lengan robot (Phillips:1998)

Momen inersia yang dire eksikan ke poros motor. termasuk momen inersia tangan. Koe sien gesekan B menggambarkan keseluruhan gesekan yang dire eksikan ke poros motor. Contoh menggambarkan re eksi momen inersia yang melalui roda gigi.

Pada Gambar dibawah terlihat bahwa model dari sendi ini adalah orde ti-ga Seperti pada kasus motor pada Subbab sebelunnya, jika induktansi L_m armatur motor dapat diabaikan. model sendi dapat direduksi menjadi orde dua. Biasanya, motor merupakan magnit permanen, pembangkitan dengan armatur. rotasi kontinyu, dan motor-motor ini cenderung memiliki induk-tansi armatur rendah.

Gambar 2.6: Model sendi tangan robot (Phillips:1998)

Sistem kendali umpan balik untuk sendi tunggal dari tangan robot di-berikan pada Gambar 2.34. Pada diagram ini _c adalah sudut dari tangan robot yang diinginkan atau yang diperintahkan, dan _L , adalah sudut se-benarnya tangan robot. Kompensator memiliki fungsi alih G_c(s) = K_p + K_Ds

Gambar 2.7: Model kendali sendi robot (Phillips:1998) 

Pengantar Sistem Kendali

BAB I

PENGANTAR SISTEM KENDALI

A. Sejarah Sistem Kendali

      Seiring berkembangnya teknologi terutama pada bidang komputer, tek-nik kendali juga mengalai perkembangan yang sangat pesat pada berbagai bidang. Perkembangan teknik kendali pada dewasa ini lebih terfokus pada kendali digital yang mudah dalam penggunaanya yang sering disebut mik-roprosesor atau mikrokontroller. Dengan besarnya perkembangan ini me-nyebabkan penggunaan Teknik kendali digital di berbagai teknik kendali, baik dalam skala yang sangat besar, maupun skala kecil.

     Pada skema sistem kendali yang dapat memuat suatu komputer digital dalam sebuah lup kendali untuk memproses sebuah sinyal biasa disebut suatu kendali digital langsung (direct control digital), atau sering disingkat menjadi kendali digital.

Kendali digital merupakan sistem yang terpadu yang memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan kendali analog diantaranya :

• Pada teknologi kendali digital menawarkan data yang diproses seca-ra langsung, memungkinkan pengenalan layanan-layanan lansung, dan perhitungan-perhitungan kendali kompleks yang dapat dilakukan de-ngan mudah.
• Pada penulisan program kendali dapat diubah dengan mudah dan da-pat memperlihatkan kesalahan sesuai kebutuhan
• Pada sistem pengendali digital memiliki keunggulan dibandingkan de-ngan pengendali analog dalam hal mengatasi nois ,panas, dan derau-derau interna.

Selain memiliki kelebihan,kendali digital juga memiliki beberapa kele-mahan dalam penggunaannya diantaranya :

• Proses cupllik dan kuantisasi cenderung menimbulkan galat(error) yang akan mengurangi performa pada sebuah sistem kendali digital
• Perancangan untuk memperbaiki degradasi performa tersebut lebih rumit jika dibandingkan dengan sistem analog untuk skala yang sama

B. Masalah Kendali

       Sistem kendali merupakan sebuah proses sik secara teliti yang dikendalikan melalui operasi simpal tertutup atau balikan. Variabel keluaran, disebut se-bagai tanggapan, diatur oleh sinyal galat. Sinyal galat ini adalah perbedaan antara tanggapan sistem, yang diukur oleh sensor, dan sinyal acuan, yang mewakili tanggapan sistem yang diinginkan.

Penyelesain masalah pada kendali umumnya meliputi beberapa hal yaitu:

• Memilih-milih sensor untuk mengukur keluaran kendalian Memilih penggerak untuk menjalankan kendalian
• Mengembangkan persamaan (model-model) kendalian, penggerak dan sensor
• Merancang pengendali berdasarkan pada mmodel-model yang dikem-bangkan dan kriteria kendali
• Mengevaluasi rancangan secara analitis, dengan cara simulasi, dan akhirnya menguji dengan sistem sik
• Jika tes sik tidak memuaskan, langkah diatas diulangi kembali (ite-raasi).

Gambar:1.1.Solusi Matematik dari Permasalahan Fisik (Phillips: 999)

     Karena ketidaktelitian model-model, pengujian dari sistem kendali sik biasanya tidak memuaskan. Insinyur kendali harus melakukan pengulangan (iterasi) prosedur perancangan ini, dengan menggunakan semua cara yang ada, untuk memperbaiki sistem. Naluri umum,yang dikembangkan pada saat melakukan percobaan dengan sistem sik, memegang peranan penting dalam proses-proses perancangan.

          Hubungan antara analisis matematik dan perancangan dengan prosedur-prosedur perancangan sistem sik diperlihatkan pada Gambar 1.1. Semua fasa yang diperlihatkan pada gambar diutamakan pada bagian konsep da-ri prosedur-prosedur yaitu aplikasi konsep matematik menjadi model-model matematik. Namun untuk perancangan praktis, kesulitan utamanya adalah


C. Contoh-contoh Sistem Kendali

a). Sistem Pengiriman Obat Lup Tertutup

     Beberapa penyakit kronis memerlukan regulasi tingkat darah pasien dari obat. Sebagai contoh, beberapa penyakit menyebabkan kerusakan kendali lup tertutup tubuh secara alami. Paling umum di antaranya adalah penya-kit diabetes, di mana produksi hormon insulin yang mengendalikan kadar glukosa darah terganggu.

Untuk merancang sebuah lup tertutup sistem pengiriman obat, sensor yang digunakan untuk mengukur kadar obat atau nutrisi diatur dalam da-rah. Pengukuran ini diubah menjadi bentuk digital dan diumpankan ke komputer kendali yang mendorong pompa yang menyuntikkan obat ke da-lam darah pasien.

Gambar 1.2: Sistem pengendali digital pengiriman obat (Azwardi and Cekmas Cekdin: 2015)

b). Kendali Komputer Mesin Pesawat Turbojet.

    Untuk mencapai kinerja tinggi yang diperlukan untuk pesawat terkini, mesin turbojet menggunakan strategi kendali komputer canggih. Diagram blok sederhana untuk kendali komputer turbojet ditunjukkan pada Gambar 1.3 . Kendali membutuhkan umpan balik dari keadaan mesin (kecepatan, suhu, dan tekanan), pengukuran keadaan pesawat terbang (kecepatan dan arah), dan perintah pilot

Gambar 1.3: Sistem kendali mesin turbojet pada Pesawat terbang pemburu militer (Azwardi and Cekmas Cekdin: 2015)

C). Kendali Manipulator Robot

    Manipulator robot mampu melakukan tugas berulang dengan kecepatan dan akurasi yang jauh melebihi operator/manusia. Manipulator robot secara luas digunakan dalam proses manufaktur, seperti pengelasan dan pengecatan. Untuk melakukan tugas secara akurat dan andal, posisi tangan manipulator dan kecepatan dikendalikan secara digital. Setiap gerakan atau derajat kebebasan dan manipulator diposisikan dengan menggunakan sistem kendali posisi terpisah. Semua gerakan yang dikoordinasikan oleh sebuah komputer pengawas untuk mencapai kecepatan dan posisi yang diinginkan. Algoritma kendali di-download dari komputer pengawas ke komputer kendali yang bi-asanya berupa mikroprosesor khusus yang dikenal sebagai chips pemroses sinyal digital.

     Chips pemroses sinyal digital mengeksekusi algoritma kendali dan me-nyediakan kendali lup tertutup untuk manipulator. Sebuah manipulator robot sederhana ditunjukkan pada Gambar1.4. Untuk kesederhanaan hanya satu gerakan kendali lup ditunjukkan pada Gambar 1.4, tetapi sebenarnya ada n lup untuk n pemroses sinyal digital manipulator.

Gambar 1.4: Sistem kendali manipulator robot (Azwardi and Cekmas Cekdin: 2015)

D. Istilah-Istilah Sistem Kendali

     Sistem kendali atau pengendalian khususnya pada pengendalian otomatis dan pengendalian digital memegang peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu dan teknologi. Sistem kendali dapat dikatakan sebagai hubungan antara komponen yang membentuk sebuah konfigurasi sistem, yang akan menghasilkan tanggapan sistem yang diharapkan. 

    Masukan dan keluaran merupakan variabel atau besaran fisis. Keluaran merupakan hal yang dihasilkan oleh kendalian, artinya yang dikendalikan; sedangkan masukan adalah yang mempengaruhi kendalian, yang mengatur keluaran. Kedua dimensi masukan dan keluaran tidak harus sama.

     Untuk mendalami lebih lanjut mengenai sistem kendali tentunya diperlukan pemahaman yang cukup tentang hal-hal yang berhubungan dengan sistem kendali digital. Oleh karena itu selanjutnya akan dikaji beberapa istilah-istilah yang dipergunakan untuk menjelaskan sistem pengendalian sehingga pemahaman tentang bidang ini menjadi lebih mudah.

Sistem merupakan kumpulan komponen-komponen yang saling berhubungan dan bekerja sama untuk mencapai suatu tujuan tertentu. 

Contoh Sistem: Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air, Komponen { komponen Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air terdi-ri dari air terjun, turbin, dan generator Hal ini mengantarkan para pembaca pada istilah lain yaitu proses dan plant

Proses adalah nama lain untuk sistem. Kamus Merriam-Webster mende ni-sikan proses sebagai operasi atau perkembangan alamiah yang berlangsung secara kontinyu yang ditandai oleh suatu deretan perubahan kecil yang beru-rutan dengan cara yang relatif tetap dan menuju ke suatu hasil atau keadaan akhir tertentu.Pada umumnya, setiap operasi yang dikontrol disebut proses. Sebagai contoh adalah proses kimia, ekonomi, dan biologi.

Plant adalah nama lain untuk sistem. Plant adalah seperangkat peralatan mungkin hanya terdiri dari beberapa bagian mesin yang bekerja bersama-sama, yang digunakan untuk melakukan suatu operasi tertentu. Pada sistem pengendalian, setiap obyek sik yang dikontrol disebut plant, msalnya pa-brik, reaktor nuklir, mobil, sepeda motor, pesawat terbang, pesawat tempur, kapal laut, kapal selam, mesin cuci, mesin pendingin (sistem AC, kulkas, fre-ezer), penukar kalor (heat exchanger), bejana tekan (pressure vessel), robot dan sebagainya.

Sistem pengendalian Sebelum menjelaskan apakah yang dimaksud dengan sistem pengendalian, terlebih dahulu perlu diketahui arti dari kata pengendalian. 

Pengendalian atau kontrol adalah upaya yang dilakukan untuk menja-ga/mencapai kondisi yang diinginkan pada sistem sik dengan mengubah - ubah variabel tertentu yang dipilih. Pengendalian dapat juga berarti meng-ukur nilai dari variabel sistem yang dikontrol dan menerapkan variabel yang dimanipulasi ke sistem untuk mengoreksi atau membatasi penyimpangan nilai yang diukur dari nilai yang dikehendaki.

Sistem Pengendalian Digital Dalam sistem pengendalian otomatis terdapat komponen -komponen utama seperti elemen proses, elemen pengukuran (sensing element dan transmit-ter), elemen controller (control unit), dan nal control element (control value ).

Kontroler adalah komponen dalam sistem pengendalian yang menghasilkan sinyal kontrol. Dalam sistem pengendalian khususnya sistem pengendalian loop tertutup, kontroler akan membandingkan setpoint dengan variabel keluaran (keluaran terukur), menghitung berapa banyak koreksi yang perlu dilakukan, dan mengeluarkan sinyal koreksi (sinyal kontrol) sesuai dengan perhitungan tadi. 

Sistem pengendalian umpan balik adalah sistem yang cenderung mempertahankan suatu hubungan yang telah ditentukan antara keluaran sistem dan masukan acuan (setpoint) dengan membandingkan keduanya dan menggunakan perbedaannya sebagai sinyal kontrol. 

Sistem pengendalian sekuensial adalah sistem yang melakukan beberapa operasi secara otomatis step by step yang bekerja sesuai dengan aturan (sequence) yang telah ditentukan. Kebanyakan pengendalian sekuensial hanya melaksanakan perintah yang mempunyai dua keadaan (state) secara berurutan; misalnya : start/stop, up/down, tutup/buka, sinyal on/off dan lain-lain.

Sistem pengendalian proses merupakan sistem pengendalian otomatis dimana keluarannya adalah suatu variabel seperti temperatur, tekanan, aliran, level cairan atau pH. Pengendalian proses secara luas digunakan di industri.

Sistem pengendalian loop terbuka merupakan suatu sistem pengendalian yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol. Pada sistem pengendalian loop terbuka tidak terdapat jaringan umpan balik. Dengan kata lain, pada sistem pengendalian loop terbuka keluarannya tidak dapat digunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan masukan acuan (setpoint).

Sistem pengendalian loop tertutup merupakan suatu sistem pengendalian dimana sinyal keluaran mempunyai pengaruh langsung terhadap aksi kontrol.

Pada sistem pengendalian loop tertutup terdapat jaringan umpanbalik karenanya sistem pengendalian loop tertutup seringkali disebut sebagai sistem pengendalian umpanbalik. Praktisnya, istilah pengendalian loop tertutup dan pengendalian umpanbalik dapat saling dipertukarkan penggunaannya.

Contoh sistem pengendalian loop tertutup adalah sistem pengendalian temperatur pada oven listrik. Penjelasan lebih detail tentang sistem pe-ngendalian temperatur pada oven listrik dapat dilihat pada bagian sistem pengendalian umpan balik.

Gangguan (disturbance)Suatu sinyal yang mempunyai k ecenderungan untuk memberikan efek yang melawan terhadap keluaran sistem pengendalian(variabel terkendali). Be-saran ini juga lazim disebut load.

Sensing element Bagian paling ujung suatu sistem pengukuran ( measuring system) atau sering disebut sensor. Sensor bertugas mendeteksi gerakan atau fenomena lingkungan yang diperlukan sistem kontroler. Sistem dapat dibuat dari sis-tem yang paling sederhana seperti sensor on/o menggunakan limit switch, sistem analog, sistem bus paralel, sistem bus serial serta si stem mata kame-ra. Contoh sensor lainnya yaitu thermocouple untuk pengukur temperatur, accelerometer untuk pengukur getaran, dan pressure gauge untuk pengukur tekanan.

Transduser Piranti yang berfungsi untuk mengubah satu bentuk energi menjadi energi bentuk lainnya atau unit pengalih sinyal. Suatu contoh mengubah sinyal ge-rakan mekanis menjadi energi listrik yang terjadi pada peristiwa pengukuran getaran. Terkadang antara transmiter dan tranduser dirancukan, keduanya memang mempunyai fungsi serupa. Transduser lebih bersifat umum, namun transmiter pemakaiannya pada sistem pengukuran.

Error Selisih antara set point dikurangi variabel terkendali. Nilainya bisa positif atau negatif, bergantung nilai set point dan variabel terkendali. Makin kecil error terhitung, maka makin kecil pula sinyal kendali kontroler terhadap plant hingga akhirnya mencapai kondisi tenang ( steady state)

Final Controller Element Bagian yang berfungsi untuk mengubah measurement variable dengan memanipulasi besarnya manipulated variable atas dasar perintah kontroler.

Sistem Pengendalian Manual dimana faktor manusia sangat dominan dalam aksi pengendalian yang dilakukan pada sistem tersebut. Peran manusia sangat dominan dalam menjalankan perintah, sehingga hasil pengendalian akan dipengaruhi pelakunya. Pada sistem kendali manual ini juga termasuk dalam kategori sistem kendali jerat tertutup. Tangan berfungsi untuk mengatur permukaan uida dalam tangki. Permukaan uida dalam tangki bertindak sebagai masukan, sedangkan penglihatan bertindak sebagai sensor. Operator berperan membandingkan tinggi sesungguhnya saat itu dengan tinggi permukaan uida yang dikehendaki, dan kemudian bertindak untuk membuka atau menutup katup sebagai aktuator guna mempertahankan keadaan permukaan yang diinginkan.

Sistem Pengendalian Otomatis Sistem pengendalian dimana faktor manusia tidak dominan dalam aksi pengendalian yang dilakukan pada sistem tersebut. Peran manusia digantikan oleh sistem kontroler yang telah diprogram secara otomatis sesuai fungsinya, sehingga bisa memerankan seperti yang dilakukan manusia. Di dunia industri modern banyak sekali sistem ken dali yang memanfaatkan kontrol otomatis,

Sistem Pengendalian Kontinyu Sistem pengendalian yang ber jalan secara kontinyu, pada setiap saat respon sistem selalu ada. Pada Gambar dibawah Sinyal e(t) yang masuk ke kontroler dan sinyal m(t) yang keluar dari kontroler adalah sinyal kontinyu.