LAPORAN RESMI
LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM TEKNIK KONTROL
PRAKTIKUM TEKNIK KONTROL
MIMO (MULTIPLE
MIMO (MULTIPLE
I I NPUNPUT MULTT MULTII PLE PLE OOUTUTPUPUT T))
DISUSUN OLEH : DISUSUN OLEH : BANTAR
BANTAR MELVINA MELVINA R. R. 05140400010514040001 RIZKY
RIZKY PRIHARDHANA PRIHARDHANA 05140400110514040011 DWIKY
DWIKY YANUAR YANUAR R. R. 05140400140514040014 DHIAULHAQ
DHIAULHAQ AGES AGES F.M. F.M. 05140400150514040015 EMY
EMY SUCIATI SUCIATI 05140400180514040018 KELOMPOK : 1 (SATU)
KELOMPOK : 1 (SATU)
TANGGAL
TANGGAL PRAKTIKUM PRAKTIKUM : : 29 29 MEI MEI 20172017 TANGGAL
TANGGAL PENYERAHAN PENYERAHAN : : 05 05 JUNI JUNI 20172017
POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA
JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL PROGRAM STUDI D4
PROGRAM STUDI D4
–
–
TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA 2017BAB I
PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Sistem kendali atau sistem kontrol (control system) adalah salah satu alat untuk mengendalikan, memerintah, dan mengatur keadaan dari suatu sistem. Pada dunia industri yang modern ini, tujuan dari kebijakan-kebijakan dalam pengembangan teknologi diarahkan pada penciptaan suatu alat pengendalian yang sempurna yang secara terpadu di tunjang oleh pengembangan teknologi modern dengan mengeksploitasi semua kemampuan dan pengetahuan yang ada untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil produksi.
Suatu alat pengendalian otomatis dewasa ini sangat banyak digunakan dalam dunia industri, dengan perkembangan teknologi yang pesat, peran penggunaan pengendalian otomatis menjadi sangat penting. Hal ini dikarenakan pengendalian otomatis erat sekali hubungannya dengan efisiensi waktu, tenaga kerja, hemat energi, ramah lingkungan dan kualitas produk yang tinggi
Pada industri-industri modern maupun industri menengah yang sedang berkembang, banyak ditemukan sistem kontrol untuk mengendalikan berbagai macam peralatan yang dapat dioperasikan secara otomatis. Hanya dengan menekan tombol, alat sudah dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan. Dengan demikian, pekerjaan akan lebih cepat dan
efisien, sehingga yang dicapai sesuai dengan yang diinginkan.
1.2. Tujuan Praktikum TIU :
1. Mahasiswa mampu memahami definisi, klasifikasi, elemen dan prinsip kerja teknik kontrol
2. Mahasiswa mampu mengaplikasikan teori teknik kontrol 3. Mahasiswa mampu memahami dan menggunakan Matlab TIK :
1. Mahasiswa mampu menentukan matriks alih rangkaian MIMO 2. Mahasiswa mampu menentukan diagram blok rangkaian MIMO
BAB II DASAR TEORI
2.1. Pengertian MIMO
Teknik kontrol MIMO ( Multi Input Multi Output ) adalah sistem dengan masukan dan keluaran lebih dari satu. Berikut beberapa contoh pengaplikasian teknik kontrol MIMO :
Gambar 2.1 Teknik kontrol penyiraman taman
Gambar 2.2 Teknik kontrol pembangkit tenaga listrik
2.2. Diagram Blok dan Fungsi Alih
Suatu alat bantu yang sangat berguna dalam menganalisa teknik kontrol adalah penggambaran fungsi alih dalam bentuk grafis dengan memakai diagram blok atau diagram kotak. Diagram blok menunjukkan urutan operasi secara fungsional melalui elemen yang membangunnya dan dinyatakan dengan kotak.
A
x y
Gambar 2.2 Diagram Blok atau Diagram Kotak
Simbol A menyatakan suatu sistem (operasi). Sistem (operasi) dinyatakan dengan huruf besar. Tanda panah menunjukkan arah proses yang dinyatakan oleh variabel x (masukan) dan y (keluaran). Variabel dinyatakan dengan huruf kecil.
Hubungan antara y (keluaran) dan x (masukan) adalah,
= ∙
Dalam teknik kontrol, sering kali dibutuhkan operasi penjumlahan (+) dan pengurangan (-) yang dinyatakan oleh simbol lingkaran kecil yang dilengkapi dengan
anak panah menyatakan arah proses atau sinyal yang disebut sebagai komperator / pembanding yang berfungsi untuk membandingkan proses atau sinyal yang masuk ke
komperator / pembanding dan yang keluar dari komperator / pembanding.
+ + x z y + + x z y v -+ x z y
-Gambar 2.3 Komperator / pembanding.
Suatu titik percabangan diperlukan dalam teknik kontrol untuk mengembalikan keluaran ke masukan atau ke bagian lain di dalam teknik kontrol.
a a
a
X1
Gambar 2.4 Titik percabangan.
Diagram blok dapat digambarkan dalam bentuk grafik aliran sinyal. Hubungan antara diagram blok dengan grafik aliran sinyal adalah,
+ - G (s) H (s) R(s) C(s) ++ N(s) + - G (s) H (s) R(s) C(s) G (s) R(s) C(s) R(s) G(s) C(s) R(s) G(s) -H(s) 1 C(s) 1 G(s) -H(s) N(s) R(s) 1 C(s) 1
Fungsi alih (TF = Transfer Function) adalah perbandingan antara variabel y
(keluaran) terhadap variabel x (masukan).
Contoh : + - G x e y H b Maka,
Untuk memperoleh fungsi alih dari suatu diagram blok yang kompleks, maka diagram blok tersebut harus disederhanakan terlebih dulu. Aturan-aturan yang harus diperhatikan pada proses penyederhanaan diagram blok adalah,
GH G x y Gx GH y Gx GyH y GyH Gx yH x G Ge y G e y yH x e yH b b x e
1 1 ;a. Rangkaian seri G1(s) G2(s) C (s) R (s) G1(s).G2(s) C (s) R (s) M (s) b. Rangkaian paralel G1(s) G2(s) C (s) R (s) ++ G1(s) + G2(s) C (s) R (s) G1(s) G2(s) C (s) R (s) - + -G1(s) + G2(s) C (s) R (s)
c. Memindahkan titik penjumlahan yang berdekatan - Tanda diantara titik penjumlahan adalah positif (+)
C (s) + -++ A (s) B (s) D (s) C (s) + - A (s) B (s) D (s) + E (s)
- Tanda diantara titik penjumlahan adalah negatif (-) C (s) + - -+ A (s) B (s) D (s) C (s) -+ A (s) B (s) D (s) + E (s)
d. Memindahkan titik penjumlahan yang melewati blok ke kanan atau ke kiri - Ke kanan
B (s) ++ A (s) C (s) G1 (s) * G3 (s) G2 (s) * G3 (s) B (s) ++ A (s) C (s) G1 (s) G2 (s) G3 (s) - Ke kiri B (s) ++ A (s) C (s) G1 (s) * G3 (s) G2 (s) / G1 (s) B (s) ++ A (s) C (s) G1 (s) G2 (s) G3 (s)
e. Memindahkan titik percabangan yang melewati blok ke kanan atau ke kiri - Ke kanan B (s) A (s) C (s) G1 (s) H1 (s) G2 (s) G1 (s) * G2 (s) H1 (s) / G2 (s) B (s) A (s) C (s) - Ke kiri G1 (s) * G2 (s) G1 (s) * H1 (s) B (s) A (s) C (s) G1 (s) H1 (s) G2 (s) B (s) A (s) C (s)
2.3. Metode untuk Menentukan Hasil Keluaran Teknik Kontrol MIMO
Pada Teknik kontrol MIMO berlaku prinsip superposisi : “ Pengaruh sistem terhadap salah satu masukan dapat diperoleh dengan menganggap nol pada masukan lain dan
keluaran total sistem terhadap pengaruh serentak seluruh masukan dapat diperoleh dengan menjumlahkan keluaran yang disebabkan oleh masing-masing masukan ”.
Selain menggunakan prinsip superposisi, fungsi alih teknik kontrol MIMO dapat diperoleh dengan menggunakan matriks alih. Masukan dan keluaran pada teknik kontrol MIMO dapat dianggap sebagai vektor masukan dan vektor keluaran. Matriks alih adalah
matriks yang merelasikan transformasi Laplace vektor keluaran dengan transformasi Laplace vektor masukan.
Contoh :
Tentukan matriks alih teknik kontrol MIMO dengan dua keluaran, C 1( s) danC 2( s) dan dua masukan, R1( s) dan R2 ( s) !
Dengan,
() =
; () =
;
() =
;() =
;
G11 (s) R1 (s) R2(s) + + G22 (s) C1 (s) C2 (s) + + G21 (s) G12 (s)Hubungan antara keluaran dan masukan adalah,
() = ()
() +
()()
() = ()() + ()
()
Maka matriks alihnya adalah,[
()] = [
()
() ()][
() ()
()
()]
Diagram bloknya adalah,KeluaranC 1 (s)
G11 (s)
R1 (s) C1 (s)
G12 (s)
KeluaranC 2 (s)
G21 (s)
R1 (s) C2 (s)
G22 (s)
R2 (s) C2 (s)
Pembuktian simulasi dengan menggunakan simulink :
Dengan R1( s) dan R2( s) menggunakan masukan step ( step time = 0 dan final value = 1) dan waktu simulasi 10 detik.
R2 (s) R1 (s) 4 s G4_1 (s) 4 s G4 (s) 3 s G3_1 (s) 3 s G3 (s) 2 s G2_1 (s) 2 s G2 (s) 1 s G1 _1(s) 1 s G1 (s) C2 (s) C1 (s)
ResponC 1 (s) yang dihasilkan :
ResponC 2 (s) yang dihasilkan :
Penyelesaian matriks alih juga dapat digunakan pada teknik kontrol MISO untuk mendapatkan keluarannya, begitu juga dengan penyelesaian superposisi juga dapat digunakan pada teknik kontrol MIMO untuk mendapatkan keluarannya, hanya prosesnya perhitungannya akan sedikit lebih rumit.
BAB III
METODE PRAKTIKUM 3.1. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah : 1. Laptop + Software Matlab
2. Modul Praktikum Teknik Kontrol 3. Lembar Sementara
4. Alat Tulis
3.2. Langkah Kerja
Adapun langkah kerja yang dilakukan dalam menyelesaikan praktikum kali ini adalah : 1. Mempersiapkan alat tulis dan selembar kertas untuk mengerjakan tugas yang ada pada
modul sesuai dengan instruksi dosen
2. Menentukan hubungan antara keluaran dan masukkan dengan memperhatikan aliran yang menuju C1 dan C2
3. Membuat matrix alih dari C1 dan C2
4. Membuat diagram blok rangkaian MIMO menggunakan Matlab
5. Menjalankan rangkaian MIMO yang telah dibuat di Matlab dengan meng-klik tanda Play kemudian meng-klik ‘Scope’ dua kali
6. Membuat laporan hasil praktikum yang terdiri dari : a. Aliran hubungan antara keluaran dan masukan b. Matrix alih dari C1 dan C2
c. Gambar diagram blok yang telah dibuat
BAB IV HASIL ANALISA Tugas 3.2.a
Tentukan matriks alih dan diagram blok teknik kontrol M IMO berikut ini ! Simulasikan dengan menggunakan simulink untuk membuktikannya!
Dengan,
() = 1 ;
() = 3 ;
() = 2 ;
() = 4 ;
PENYELESAIAN :
Hubungan antara keluaran dan masukan adalah.
1() = 1().1()
2() = −1().3().4().1() + 4().2() + 2().1()
2() = −1().3().4().1() + 2().1() + 4().2()
2() = −1().3().4() + 2()1() + 4().2()
Maka matriks alihnya adalah,
[1()
2()] = [
−1().3().4() + 2() 4()].[
1()
0
1()
2()]
Diagram bloknya adalah, Keluaran C1(s)
G1(s)
Keluaran C2(s)
Pembuktian Simulasi menggunakan Simulink
R2(s) R1(s) 4 s G4(s)_2 4 s G4(s)_1 4 s G4(s) 3 s G3(s)_1 3 s G3(s) 2 s G2(s)_1 2 s G2(s) 1 s G1(s)_2 1 s G1(s)_1 1 s G1(s) C2(s) C1(s)
G1(s)
R1(s)
C2(s)
G3(s)
G4(s)
G2(s)
G4(s)
+ +-R2(s)
Respon yang dihasilkan
C1(s)
DAFTAR PUSTAKA
Purwidi Asri, I. R. (2013). Modul Praktikum Teknik Kontrol. Surabaya: Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.
