MAKALAH PENGENDALI CERDAS UNTUK INDUSTRI “CERVO CONTROL”
OLEH : 1.
Diki Diki pu putr tra a aa aaru ru!! !!a" a" #1$% #1$%&' &'&( &())
&.
E*it E*itri ri +u, u,it ita a #1$% #1$%&' &'-1 -1))
$.
Ari Ari A, A,a a/a, /a, #1$ #1$%& %&'0 '0%) %)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI URUSAN TEKNIK ELEKTRO 2AKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG &%1(
3A3 I PENDAHULUAN
A. Latar belakang Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer. erangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar ber!ungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor servo.
". #umusan Masalah Dari latar belakang masalah diatas, terdapat rumusan masalah sebagai beriku$ %. Apa itu kendali motor servo & '. "agaimana kendali motor servo engontrolan apa saa yang digunakan untuk mengendalikan motor servo&
C. "atasan Masalah Dalam penyelesaian makalah ini terdapat batasan masalah sebagai berikut $ %.
engertian dan prinsip kera motor servo
'.
engendalian motor servo
D. *uuan *uuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut $ %.
Memahami dan mempelaari pengertian motor servo
'.
Mempelaari pengendalian kecepatan motor servo
+. Man!aat Man!aat dari pembahasan ini adalah mahasisa dapat memahami motor servo beserta pengendalian kecepatan. dan uga memahami kontruksi motor servo. serta dimana pengaplikasian motor servo dan kelebihan dan kekurangan motor servo.
3A3 II PEM3AHASAN
A. engendalian ontinyu vs aktu Diskrit "eberapa proses industri dicirikan oleh beberapa masukan dan keluaran. Dalam kebanyakan kasus, namun, internal sambungan tidak signi!ikan dan proses dapat dikendalikan pengendali local, masukan/keluaran pasangan aktu. 0ni adalah struktur normal dalam sistem direct digital control (DCC). 0D atau pengendali smiliar adalah tipe yang paling umum. ehingga dianggap penting karena menyimpan banyak ruang di komputer untuk pengendalian 0D. %. inyal ampel Dimana stategi pengendalian umpan balik adalah implementasi digital. inyal kontinyu dari sensor adalah contoh. Aksi sebuah pengendalian adalah dihitung dan pengendalian outputnya dikirim melalui DAC ke elemen pengendali terakhir. inyal kontrol u(t) biasanya tetap konstan selama sampel interval. '. Disain endali ontinyu vs Diskret ebuah pengendalian diterapkan dalam sebuah sistem kontrol digital adalah dari de!inisi digital dan aktu diskrit. 1amun, yang paling dinamis dari sistem ini menggambarkan dengan persamaan di!!erensial biasa, berasal dari hukum !isika seperti massa dan konservasi energi. ". engendali ontinyu elas yang berbeda telah dari sistem dinamis telah diidenti!ikasi seperti eksternal atau internal, aktu kontinyu atau aktu discret. Cara yang berbeda untuk mencapai model dinamik yang diindikasikan. istem representasi merupakan dasar untuk berbagai sintesis prosedure pengendali. *rans!er !ungsi 2(s) dari sebuah sistem dinamis linear adalah dide!inisikan sebagai rasio antara mengubah laplace yang keluaran dan masukan.
ita akan kai tersebut, hanya satu masukan dan satu keluaran adi sistem ini hanya memiliki satu !ungsi trans!er.
%. engendali simple 3ang mengendalikan itu biasanya merupakan sistem dinamic seperti tanaman dan akibatnya hal ini dapat dide!inisikan oleh alih !ungsi. Dalam kasus sederhana input ke pengendali adalah output kesalahan, atau perbedaan antara re!erensi ( nilai setpoint )dan nilai pengukuran.
*he laplace trans!rom o! the error is $
*he trans!er !unction 2#+2 (s) o! the controller (dimana #+2 adalah regulator) is de!ined as the ratio beteen the error input and the controller output 4(s).
2ambar %.struktur dari simplest controller '. 5eed!orard dari 1ilai #e!erensi truktur dari simplest controller terlihat pada gambar %. hanya bereaksi di kesalahan e ( t ) ( atau e ( s ) ) dan tidak menggunakan secara terpisah in!ormasi dari dua masukan .Mungkin ada dua utama alasan untuk kesalahan6 salah satu perubahan re!erensi nilai ( atau perintah ) uc sinyal ( t ) dan yang lain beban perubahan atau beberapa gangguan sistem , yang akan menyebabkan perubahan sinyal output y ( t ) .erubahan dalam re!erensi nilai yang dikenal gangguan dan ini adalah kesempatan untuk berpikir baha ika petugas dapat menggunakan keuntungan dari
in!ormasi mengenai perubahan re!erensi , maka siklus tertutup sistem akan kinera yang lebih baik lagi .0ni adalah apa yang dilakukan di !eed!orard kontrol . ekarang mari kita mempertimbangkan controller yang memiliki !itur dari yang lebih rumit persamaan %'.7 dan berisi dua bagian .4mpan balik bagian g!b ( s ) adalah sederhana yang sebelumnya pengendali bereaksi pada kesalahan e. socalled !eed!orard bagian g!! ( s ) menetapkan ukuran re!erensi nilai dan menambahkan pada sinyal pengendali koreksi istilah yang akan lebih mudah memperbaiki sistem total perilaku menurut re!erensi sinyal mengubah ( gambar %',' ). 8elaslah baha sinyal pengendali u ( s ) pada proses adalah umlah dari dua sinyal
2ambar '. A regulator made up by a !eed!orard loop !rom the command signal and a !eedback loop !rom the process output. 9. "entuk 4mum dari 1ilai #e!erensi engendali 5eed!orard Dengan memimpin re!erensi dengan nilai yang !eed!orard pengendali mungkin untuk desain yang baik servo pengendali , misalnya , di drive listrik , robot sistem atau alat mesin .ada yang demikian itu aplikasi penting baha proses keluaran telah yang cepat dan akurat menanggapi acuan apa pun nilai perubahan
2ambar 9. tructure o! a linear !eed!orard-!eedback controller. 7. 5eed!orard dari erbahan "eban dan roses 2angguan :al ini secara intuiti! elas baha ika kami mengerti gangguan dan bisa membandingkan mereka itu akan mungkin harus benar untuk mereka sebelum mereka benar-benar keluaran pengaruh sistem .5eed!orard semacam itu dapat memberikan regulasi kontrol dramatis perbaikan dengan ."eberapa contoh akan menggambarkan ide . engaturan suhu dalam membangun sistem ada sering sensor untuk mengukur suhu di luar ruangan.erubahan suhu ketika outdoor, sebuah !eed!orard koreksi untuk air panas katup pengendali dapat dibuat sebelum
luar
dalam
ruangan
suhu
telah
mempengaruhi
suhu
ruangan.uhu ruangan terus diukur dan makan kembali ke sang pengendali untuk mendapatkan penyesuaian dari suhu terakhir. Dalam kimia proses kontrol !eed mengalir konsentrasi mungkin diukur.0ni membuat kita semakin mungkin untuk melakukan korekti! tindakan di pabrik sebelum setiap perubahan menadi semakin teradi di output. enggunaan !eed!orard bergantung pada kemungkinan mengukur beban mengubah atau gangguan tersebut .0ni tidak mungkin atau layak di banyak aplikasi .8ika gangguan tersebut tidak dapat diukur secara langsung hal ini sering mungkin perkiraan dengan beberapa tidak langsung pengukuran atau beberapa estimasi .5os!or penghapusan oleh pengolahan air limbah kimia curah huan di dapat ber!ungsi sebagai contoh. Dalam rangka untuk memperoleh hak dosis kimia satu harus tahu !os!or isi in!luent mengalir. Dalam praktiknya, sulit dan mahal untuk mengukur !os!or on-line konsentrasi. elain, pakan beratnya lebih berdasarkan aliran rate dan
normal bersearah rekaman dari harian atau per am konsentrasi variasi !os!or. 5eed!orard enis ini tetap memberikan perbaikan sistem kontrol perilaku .
2ambar 7. A block diagram o! the !eed!orard structure !rom a disturbance. ;. ombinasi dari 5eed!orard dan 4mpan "alik ami telah mencatat bagaimana berat kualitas kontrol tergantung pada !eed!orard dari ketepatan gangguan tersebut pengukuran dan dari proses model. 0ni
berarti
baha
setiap pelaksanaan
penda!taran
untuk
menggabungkan !eed!orard realistis dengan saran kontrol. *indakan !eed!orard yang dimaksudkan untuk melakukan cepat koreksi akibat dari perubahan re!erensi nilai atau di gangguan tersebut .4mpan balik memberikan korekti! tindakan terhadap rentang aktu yang lebih lambat . ebenarnya keuntungan dari umpan balik adalah baha hal itu mengkompensasi inaccuracies dalam proses model
, pengukuran
kesalahan dan gangguan tak terukur . C. endali <1/<55 engendali on / o!! itu sederhana, umpan balik murah pengendali yang umumnya digunakan dalam aplikasi sederhana seperti thermostats sistem dan domestik di pemanasan kulkas.Mereka uga digunakan dalam industri proses seperti sistem kontrol level sederhana pengendali untuk mi=ers dosis atau
sederhana.
Di mana e adalah output kesalahan. engendali on / o!! dapat diubah untuk antara lain deadband untuk kesalahan sinyal untuk mengurangi rasa peka dengan pengukuran kebisingan .buku> terlihat seperti$
arameter k adalah sang pengendali mendapatkan , ti integral aktu , td turunan aktu dan t adalah sebuah variabel integrasi .1ilai uo yang bias nilai sehingga dapat memberikan sang pengendali rata-rata keadiannya amplitudo sinyal .
"eberapa pengendali , terutama yang lebih tua model , telah proporsional yang band pengaturan bukan controller mendapatkan .roporsional band pb ( hingga persen ) dide!inisikan sebagai pb ? %@@ / k .De!inisi ini hanya berlaku bila k adalah dimensionless .Di banyak sistem diinginkan untuk menggunakan teknik unit .Misalnya , ika pengukuran adalah aliran tingkat diukur dalam m9s-% dan kontrol sinyal yang dinyatakan dalam volt , maka keuntungan tidak dimensionless . ebuah buku yang berkuasa tidak !isik yang menunukkan salah satu yang membatasi keluaran .engendali yang sangat enuh yang ketika output !isik mencapai batas , salah satu atau umin uma= .Dalam prakteknya , output yang sebanding pengendali menyerupai. 8ika sang pengendali memiliki proporsi yang sangat tinggi menadi seperti ini berperilaku secara / dari kontrol .
2ambar ;. roportional control$ actual behaviour. "agian integral dari sang pengendali digunakan untuk menghilangkan steady-state kesalahan .5ungsi dapat dielaskan dalam sebuah intuiti! cara. Mengira baha sistem ada di kesetimbangan sehingga semua sinyal yang konstan , terutama e (t) dan u (t) .esetimbangan dapat hanya tetap ika bagian integral u% (t) konstan , sebaliknya (ta) akan berubah .eperti itu hanya dapat teradi ika e (t) adalah nol . Menelaskan baha integral aktu koe!isien muncul pada pembagi. ehingga dimensi dari pengendali hal yang tepat dan telah praktis interpretasi. 4ntuk melihat ini , mempertimbangkan langkah perubahan kesalahan e (t) yang respon dalam sebuah pi (proportionalintegral) pengendali. egera setelah langkah sang pengendali keluaran ke e aktu ti, sang pengendali keluaran telah meningkat dua kali lipat. ebuah pi pengendali sering dilambangkan oleh langkah yang respon.
'. *urunan Dari engukuran Di banyak situasi yang beroperasi setpoint telah tiba tiba perubahan dari aktu ke aktu serta tetap di antara. Langkah perubahan dalam setpoint nilai menyebabkan pengendali keluaran besar, yang kadang kadang disebut >turunan menendang>. 0ni adalah digambarkan dalam pid pengendali langkah respon, yang menunukkan simbol yang sering muncul dalam proses kontrol
2ambar . *he step response o! a 0D controller and its process scheme symbol. A step change in the error occurs at time to. *he part o! the controller causes the high peak. 4ntuk menghindari turunan menendang di pid pengendali, turunan istilah adalah baha didasarkan hanya berdasarkan pengukuran y(t). eak kesalahan turunan dapat ditulis$
9. eri #epresentasi eak pid trans!er terdiri dari umlah dari tiga hal ini bisa dianggap sebagai paralel koneksi proporsional, integral dan turunan tindakan.ang pengendali uga dapat ditulis dalam serangkaian bentuk, yang dapat diartikan sebagai serangkaian koneksi yang pi pengendali dengan ( pd proportional-derivative ) pengendali bentuk $
*he trans!ormation !rom the parallel to the series !orm is possible i!$
engendali mendapatkan sebagai !ungsi dari !rekuensi dan pendekatan k >t akan / t! untuk !rekuensi tinggi. Dari gambar tampaknya baha pid pengendali adalah kombinasi dari kurangnya lulus penyaring di seri dengan tinggi lulus !ilter.on!igurasi ini uga disebut lead-lag !ilter.
7. engendali 00 ebuah 00 pengendali terdiri dari dua 0 pengendali dalam seri , atau 0 pengendali dalam seri dengan sedikit lulus !ilter. 00 pengendali adalah kadang kadang digunakan dalam sistem listrik drive .*uuan tambahan rendah lulus !ilter adalah untuk membatasi sinyal !rekuensi tinggi. Di mekanis drive sistem mungkin ada resonansi sesuai osilasi yang basah oleh seperti !ilter. ang pengendali alih !ungsi adalah$
+. engendali Dikret dari 0D Di terus menerus pengendali desain, sang pengendali discretiBed itu sendiri.Memberikan cukup sampel interval pendek, aktu turunan dapat didekati oleh perbedaan yang terbatas dan integral dengan penumlahan. endekatan ini akan digunakan di sini.ita akan kai satu istilah pada suatu aktu. *he error is calculated at each sampling interval
%. Membentuk osisi *he time-discrete !orm o! the 0D controller is$ 0ni uga disebut posisi membentuk seak u ( kh ) adalah nilai absolut dari sinyal pengendali. inyal pengendali o!set u telah yang akan ditambahkan ke sinyal pengendali. "ahkan untuk nol kesalahan biasanya terdapat sebuah non-nol kontrol sinyal.
Dalam bab ini kami tidak hadir hasil akhir discretiBation dari pid pengendali , sementara rincian derivasi yang tersisa dalam lampiran ke dalamnya .roporsional dari bagian pengendali
*he integral is appro=imated by !inite di!!erences and is given by$
here
"agian integral membentuk sebuah ekspresi rekursi!, yaitu sampel itu diperbaharui di setiap interval. Catatan baha terakhir istilah mungkin kecil i!h kecil dan *i adalah besar. Maka kata panang harus cukup besar , sehingga istilah ka dapat direpresentasikan bekal presisi . *he derivative part is also appro=imated by !inite di!!erences ,
here
'. "entuk yang ecara "ertahap Alternati! bertahap adalah pendekatan untuk gunakan sebuah ( kecepatan ) bentuk algoritma di mana perubahan pasar kontrol keluaran dihitung ika kontrol keluaran u ( kh-h ) adalah dikurangkan dari u ( kh ), sang pengend ali dapat ditulis dalam bentuk $
5. elaksanaan raktis dari istem engendalian %. ampel Lau istem ontrol 0ni bukan untuk memilih nama cocok sepele sampling rate untuk kontrol6 bahkan, sampel menemukan hak !rekuensi masih tetap lebih seni dari ilmu.*erlalu lama sebagian periode dapat mengurangi e!ektivitas
umpan
balik
kontrol,
terutama kemampuannya untuk
mengatasi
gangguan.Dalam sebuah kasus ekstrim, ika periode sampel lebih panang dari
proses
respon
aktu,
kemudian
seorang
gangguan
dapat
mempengaruhi proses dan akan menghilang sebelum sang pengendali dapat mengambil korekti! tindakan.Dengan demikian, merupakan hal yang penting untuk mempertimbangkan kedua proses karakteristik dinamika dan gangguan tersebut terhadap penetapan periode sampel. 0ni bukan untuk memilih nama cocok sepele sampling rate untuk kontrol6 bahkan, sampel menemukan hak !rekuensi masih tetap lebih seni dari ilmu.*erlalu lama sebagian periode dapat mengurangi e!ektivitas umpan
balik
kontrol,
terutama kemampuannya untuk
mengatasi
gangguan.Dalam sebuah kasus ekstrim, ika periode sampel lebih panang dari
proses
respon
aktu,
kemudian
seorang
gangguan
dapat
mempengaruhi proses dan akan menghilang sebelum sang pengendali dapat mengambil korekti! tindakan.Dengan demikian, merupakan hal yang penting untuk mempertimbangkan kedua proses karakteristik dinamika dan gangguan tersebut terhadap penetapan periode sampel. '. ontrol ignal *erbatas ang pengendali keluaran nilai telah untuk menadi terbatas , alasan untuk setidaknya dua .Amplitudo tidak akan yang diinginkan yang melebihi dac angkauan , besar dibandingkan dengan dan tidak bisa menadi aktuator angkauan .atup tidak dapat lebih dari %@@ persen sepenuhnya terbuka , saat ini telah atau motor untuk menadi terbatas .Dengan demikian , algoritma kontrol perlu termasuk beberapa membatasi !ungsi. Di beberapa kontrol loop merupakan hal yang penting untuk memperkenalkan beberapa mati band .8ika sebuah pengendali bertahap digunakan , mungkin begitu setiap seribu galon akan kecil , baha itu tidak secara signi!ikan lebih besar gangguan daripada yang lain .0ni adalah bunga untuk tidak memakai keluar actuators .Akibatnya kontrol rapat menadi variabel yang dikumpulkan sampai sinyal pengendali
mencapai nilai tertentu .ecara alami yang lebih besar daripada deadband harus penyelesaian dac.
3A3 III
PENUTUP
A. esimpulan 4mpan balik adalah penting dalam proses kontrol .emua masalah utama adalah sama untuk terus menerus dan sistem time-discrete .truktur terus menerus dan time-discrete linier pengendali pada dasarnya hampir mirip yaitu hanya berbeda dalam parameter nilai .Dari komputer pelaksanaan pandang kontrol berbagai enis dapat dimasukkan ke dalam satu pengendali umum . omputer dilaksanakan pengendali dapat diturunkan dalam dua cara yang berbeda$ %. Desain yang terus menerus pengendali dan discretiBe saa nanti. '. Membuat time-discrete model dari proses dan desain diskrit pengendali berdasarkan model ini .
