DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI HALAMAN PERSEMBAHAN MOTTO ABSTRAK

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING ii

LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI iii

HALAMAN PERSEMBAHAN iv MOTTO v

ABSTRAK vi KATA PENGANTAR vii DAFTAR ISI x

DAFTAR GAMBAR xv

DAFTAR TABEL xviii

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Maksud dan Tujuan 3

1.3 Batasan Masalah 4

1.4 Metodologi Penulisan 5

1.5 Sistematika Penulisan 5

BAB II STUDI PUSTAKA 7

2.1 Kajian Pusaka 7

2.2 Dasar Sistem Kontrol 7

2.2.1 Istilah-istilah Dalam Sistem Kontrol 7

2.2.2 Klasifikasi Sistem Kontrol 10 2.2.3 Prinsip-prinsip Dasar Sistem Kontrol 11

2.2.3.1 Persyaratan Umum Sistem Kontrol 11

2.2.3.2 Pembuatan Model Matematika 11 2.2.3.3 Analisis dan Disain Sistem Kontrol 12 2.2.3.4 Pendekatan Dasar Sistem Kontrol 12 2.2.4 Respon Waktu Sistem Kontrol 13 2.2.5 Sistem Orde Pertama 14 2.2.6 Sistem Orde Kedua 14 2.2.7 Spesifikasi Respon Transien 15 2.2.8 Steady State Error 17 2.2.9 Tetapan Kesalahan Posisi Statis K^Bp^B 17 2.2.10 Tetapan Kesalahan Kecepatan Statis K^Bv^B 18 2.2.11 Tetapan Kesalahan Percepatan Statis K^Ba^B 20 2.3 Tempat Kedudukan Akar (Root Locus) 20 2.4 Teknik-teknik Desain dan Kompensasi 23

2.4.1 Kompensasi Sistem 24 2.4.1.1 Pendekatan Tempat Kedudukan Akar pada Desain Sistem

Kontrol 24

2.4.1.2 Pengaruh Penambahan Pole 26 2.4.1.3 Pengaruh Penambahan Zero 26 2.4.1.4 Karakteristik Dasar Kompensasi Lead, Lag, dan Lag-lead

27

2.5 Kompensasi Lead 27

2.5.1 Karakteristik Lead Kompensator 27 2.5.2 Teknik Kompensasi Lead Berdasarkan Pendekatan Tempat

Kedudukan Akar 28

2.6 Kompensasi Lag 29

2.6.1 Karakteristik Kompensator Lag 29

2.6.2 Teknik Kompensasi Lag Berdasarkan Pendekatan Tempat

Kedudukan Akar 29

2.7 Kompensasi Lag-Lead 31

2.7.1 Karakteristik Kompensator Lag-Lead 32 2.7.2 Teknik Kompensasi Lag-Lead Berdasarkan Pada Pendekatan

Tempat Kedudukan Akar 33 2.8 Digitalisasi 36 2.8.1 Forward Difference 36 2.9 RMSE (Mean Squared Error) 38

BAB III PERANCANGAN 39

3.1 Sistem Model 39

3.1.1 Sistem Model Kompensator Lead 40 3.1.2 Sistem Model Kompensator Lag 40 3.1.3 Sistem Model Kompensator Lag-lead 41 3.2 Perancangan Simulasi Sistem Kendali 42 3.3 Uraian Perancangan 45

3.3.1 Input Perancangan 45 3.3.1.1 Fungsi Alih Plant Oven 45

3.3.1.2 Settling Time (t^Bs^B) 46

3.3.1.3 Maximum Overshoot (M^Bp^B) 46 3.3.1.4 Sampling Time (T) 46 3.3.1.5 Pole Plant Dominan 46

3.3.1.6 Damping Factor (ζ) 47

3.3.1.7 Undamped Natural Frequency (ω^Bn^B) 48 3.3.1.8 Damped Natural Frequency (ω^Bd) ^B49 3.3.1.9 Rise Time (t^Br^B) 49

3.3.1.10 Pole Plant dan Pengendali / Pole yang Diinginkan 50 3.3.2 Perancangan Pengendali Kontinyu 51 3.3.2.1 Pengendali Kontinyu Kompensator Lead 51 3.3.2.2 Pengendali Kontinyu Kompensator Lag 57 3.3.2.3 Pengendali Kontinyu Kompensator Lag-lead 60

3.3.3 Perancangan Pengendali Digital 66 3.3.3.1 Pengendali Digital Kompensator Lead 66 3.3.3.2 Pengendali Digital Kompensator Lag 68 3.3.3.3 Pengendali Digital Kompensator Lag-lead 70

3.3.4 Perancangan Sistem Kendali Kontinyu 72 3.3.4.1 Sistem Kendali Kontinyu Lead 72 3.3.4.2 Sistem Kendali Kontinyu Lag 74

3.3.4.3 Sistem Kendali Kontinyu Lag-lead 75 3.3.5 Perancangan Sistem Kendali Digital 76 3.3.5.1 Digtalisasi Plant 76

3.3.5.2 Sistem Kendali Digital Lead 78 3.3.5.3 Sistem Kendali Digital Lag 79 3.3.5.4 Sistem Kendali Digital Lag-lead 80 3.3.6 Output Perancangan 81

3.3.6.1 Output Sistem Kontinyu Kompensator Lead 81 3.3.6.2 Output Sistem Kontinyu Kompensator Lag 82 3.3.6.3 Output Sistem Kontinyu Kompensator Lag-lead 83 3.3.6.4 Output Sistem Digital Kompensator Lead 83 3.3.6.5 Output Sistem Digital Kompensator Lag 84 3.3.6.6 Output Sistem Digital Kompensator Lag-lead 85

BAB IV HASIL SIMULASI 86

4.1 Hasil Simulasi 86

4.1.1 Pengendali Kompensator Lead, Lag, dan Lag-lead 86 4.1.2 Pengujian Respon Sistem Pengendali Digital Lead 90

4.1.3 Pengujian Respon Sistem Pengendali Digital Lag 98

4.1.4 Pengujian Respon Sistem Pengendali Digital Lag-lead 105

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 112

5.1 Kesimpulan 112

5.2 Saran 112

DAFTAR PUSTAKA 114

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem pengendalian loop terbuka 9 Gambar 2.2 Sistem pengendalian loop tertutup 10 Gambar 2.3 Sistem kendali loop tertutup 22 Gambar 2.4 Pengukuran sudut dari pole dan zero loop terbuka 23

Gambar 2.5 Penambahan pole pada diagram root locus 25

Gambar 2.6 Pengaruh penambahan zero 26

Gambar 2.7 Pemetaan z = 1 + Ts 37 Gambar 3.1 Blok diagram perancangan sistem kendali 39

Gambar 3.2 Blok diagram sistem kendali kompensator lead 40 Gambar 3.3 Blok diagram sistem kendali kompensator lag 41 Gambar 3.4 Blok diagram sistem kendali kompensator lag-lead 41 Gambar 3.5 Visualisasi GUI program kompensator lead,

kompensator lag, dan kompensator lag-lead

43

Gambar 3.6 Flowchart perancangan simulasi sistem kendali 44

Gambar 3.7 Flowchart perancangan kompensator lead 56 Gambar 3.8 Flowchart perancangan kompensator lag 60 Gambar 3.9 Flowchart perancangan kompensator lag-lead 66 Gambar 3.10 Blok diagram sistem kendali kontinyu kompensator lead 73

Gambar 3.11 Blok diagram sistem kendali kontinyu kompensator lag 74 Gambar 3.12 Blok diagram sistem kendali kontinyu kompensator lag-

lead

75

Gambar 3.13 Blok diagram sistem kendali digital kompensator lead 78 Gambar 3.14 Blok diagram sistem kendali digital kompensator lag 79 Gambar 3.15 Blok diagram sistem kendali digital kompensator lag- 80

lead

Gambar 3.16 Grafik output sistem dengan kompensator lead kontinyu 82 Gambar 3.17 Grafik output sistem dengan kompensator lag kontinyu 82 Gambar 3.18 Grafik output sistem dengan kompensator lag-lead

kontinyu

83

Gambar 3.19 Grafik output sistem dengan kompensator lead digital 84 Gambar 3.20 Grafik output sistem dengan kompensator lag digital 84 Gambar 3.21 Grafik output sistem dengan kompensator lag-lead

digital

85

Gambar 4.1 Grafik step respon sistem tak terkompensasi 86 Gambar 4.2 Grafik simulasi perbandingan kompensator terhadap

sistem tak terkompensasi

88

Gambar 4.3 Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan set point 50

95

Gambar 4.4 Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan set point 100

96

Gambar 4.5 Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan set point 150

96

Gambar 4.6 Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan set point 200

97

Gambar 4.7 Pengujian pengendali lead terhadap disturbance dengan set point 250

97

Gambar 4.8 Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan set point 50

102

Gambar 4.9 Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan set point 100

103

Gambar 4.10 Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan set point 150

103

Gambar 4.11 Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan set point 200

104

Gambar 4.12 Pengujian pengendali lag terhadap disturbance dengan set point 250

104

Gambar 4.13 Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance dengan set point 50

109

Gambar 4.14 Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance dengan set point 100

110

Gambar 4.15 Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance dengan set point 150

110

Gambar 4.16 Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance dengan set point 200

111

Gambar 4.17 Pengujian pengendali lag-lead terhadap disturbance dengan set point 250

111

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil pengujian simulasi sistem pengendali kontinyu

pada plant oven 87

Tabel 4.2 Pengujian respon sistem pengendali lead tanpa

disturbance 91

Tabel 4.3 Karakteristik respon sistem pengendali lead tanpa

disturbance 92

Tabel 4.4 Pengujian sistem dengan disturbance amplitudo 1 92 Tabel 4.5 Karakteristik respon pengujian sistem dengan

disturbance amplitudo 1 93

Tabel 4.6 Pegujian sistem dengan disturbance amplitudo 10 93 Tabel 4.7 Karakteristik respon pengujian sistem dengan

disturbance amplitudo 10 94

Tabel 4.8 Pengujian pengendali lag tanpa disturbance 98 Tabel 4.9 Karakteristik respon sistem tanpa disturbance pada

pengendali lag 99

Tabel 4.10 Pengujian respon sistem dengan disturbance amplitudo 1 99 Tabel 4.11 Karakteristik respon pengendali lag dengan disturbance

amplitudo 1 100

Tabel 4.12 Pengujian pengaruh respon sistem terhadap disturbance

dengan amplitudo 10 100

Tabel 4.13 Karakteristik respon pengendali lag dengan disturbance

amplitudo 10 101

Tabel 4.14 Pengujian respon sistem tanpa disturbance 105 Tabel 4.15 Karakteristik respon sistem pengendali lag-lead tanpa

disturbance 106 Tabel 4.16 Pengujian pengaruh respon sistem terhadap disturbance

dengan amplitudo 1 106

Tabel 4.17 Karakteristik respon pengendali lag-lead dengan

disturbance amplitudo 1 107

Tabel 4.18 Pengujian pengaruh respon sistem terhadap disturbance

dengan amplitudo 10 107

Tabel 4.19 Karakteristik respon pengendali lag-lead dengan

disturbance amplitudo 10 108