Sabtu, 08 Februari 2014

SISTEM ADAPTIF



TUGAS SISTEM ADAPTIF


Disusun Oleh :
MUHAMMAD  IKBAL  WIDARTO
NIM 095514026
S1 ELKOM 2 / 2009


JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2012


1.    SISTEM ORDE PERTAMA
A.   Pengertian dan Karakteristik
            a.    Respon Impulsa
Suatu sistem orde I, dapat digambarkan sebagai berikut:
Transfer Function (TF) sistem dapat dituliskan sebagai:
Untuk masukan x(t) = Aδ(t) atau X(s) = A, maka respon output
sistem dapat dituliskan dan digambarkan sebagai berikut:

            b.    Respon Step
Suatu sistem orde I, dapat digambarkan sebagai berikut:
Transfer Function (TF) sistem dapat dituliskan sebagai:
Untuk masukan x(t) = Aμ(t) atau X(s) =A/S, maka output sistem
dalam fungsi s dapat dituliskan sebagai berikut:
atau
 
                                  
Dengan demikian respon y(t) dapat dituliskan dan digambarkan
sebagai berikut:

B.   Aplikasi
Pada Motor DC Magnet Permanen dan Pengendaliannya
Motor listrik adalah suatu mesin yang merubah tenaga listrik ke dalam tenaga mekanik. Kerjanya adalah atas prinsip bahwa apabila suatu penghantar yang membawa arus listrik diletakkan dalam suatu medan magnet, maka akan timbul gaya. Motor dc terdiri dari berbagai jenis. Salah satunya adalah motor dc magnet permanen. Skematik dari motor dc jenis ini dapat dilihat pada Gambar 3.
Fungsi alih motor dc sistem sebagai berikut

Induktansi La pada rangkaian jangkar biasanya kecil dan dapat diabaikan. Jika La diabaikan, maka fungsi alih yang diberikan oleh Persamaan (17) dapat disederhanakan menjadi

Dimana

C.   Perbedaan
·      mampu menurunkan persamaan rangkaian yang merupakan rangkaian orde-2.
·      memahami bahwa tanggapan rangkaian terdiri dari tanggapan paksa dan tanggapan alami yang mungkin berosilasi.
·      mampu melakukan analisis transien pada rangkaian orde-2.

2.    SISTEM ORDE KEDUA
A.   Pengertian dan Karakteristik
    a.        Respon Impulsa
Suatu sistem orde II, dapat digambarkan sebagai berikut:
Transfer Function (TF) sistem dapat dituliskan sebagai:
Untuk masukan x(t) = Aδ (t) atau X(s) = A, maka respon output
sistem dapat dituliskan dan digambarkan sebagai berikut:

    b.        Respon Step
Suatu sistem orde II, dapat digambarkan sebagai berikut:

Transfer Function (TF) sistem dapat dituliskan sebagai:
Untuk masukan x(t) = Aμ(t) atau X(s) =A/S, maka output sistem
dalam fungsi s dapat dituliskan sebagai berikut:
memiliki akar karakteristik S1 – 0; S2,3 – ξωn ± ωn 
Tampak bahwa sifat dua akar karakteristik sistem s2 dan s3
tergantung pada harga , di mana;
Ø  jika >1 kedua akar berharga real dan berbeda, disebut sebagai sistem over-damped;
Ø  jika =1 kedua akar berharga real dan sama, disebut sebagai sistem critically-damped;
Ø  jika <1 kedua akar merupakan konjugasi kompleks, disebut sebagai sistem under-damped;

1)    Respon Step Sistem Orde II Over-Damped (ξ>1)
Dengan menggunakan teknik pecahan partial serta inversi transformasi Laplace, y(t) dapat dituliskan sebagai:
Dengan demikian y(t) dapat digambarkan seperti gambar berikut:
Kesimpulan,
Tampak bahwa respon sistem menyerupai respon sistem orde satu, oleh karena itu spesifikasi respon sistem yang digunakan adalah spesifikasi respon sistem orde satu.
Sistem orde dua dengan koefisien redaman ξ> 1, dapat didekati dengan model orde I, dengan gain over-all K sama dengan sistem semula dan time constant τ* adalah waktu yang dicapai respon pada 63,2% dari keadaan steady state. Model pendekatan tersebut disebut sebagai Model Reduksi.
untuk ξ> 1 dapat di reduksi menjadi

2)    Respon Step Sistem Orde II Critically-Damped (ξ=1)
Dengan menggunakan teknik pecahan partial serta inversi transformasi Laplace, y(t) dapat dituliskan sebagai:
Dengan demikian y(t) dapat digambarkan seperti gambar berikut:
Kesimpulan,
Tampak bahwa respon sistem menyerupai respon sistem orde satu, oleh karena itu sama seperti kesimpulan sebelumnya, sistem orde dua dengan koefesien redaman = 1, dapat didekati dengan model reduksi orde I, seperti berikut :
untuk = 1 dapat di reduksi menjadi

3)    Respon Step Sistem Orde II Under-Damped (ξ <1)
Dengan menggunakan teknik pecahan partial serta inversi transformasi Laplace, y(t) dapat dituliskan dan digambarkan sebagai berikut :
Spesifikasi Sistem Orde II
Terdapat beberapa macam ukuran kualitas respon transient yang lazim digunakan, antara lain:
·         Time Constan (t) : Ukuran waktu yang di ukur melalui respon fungsi selubung yaitu mulai t = 0 s/d respon mencapai 63,2% (e-1x100%) dari respon steady state.

·         Rise Time (TR) : Ukuran waktu yang di ukur mulai respon mulai t = 0 s/d respon memotong sumbu steady state yang pertama.

·         Settling Time (TS): Ukuran waktu yang menyatakan respon telah masuk 5% atau 2% atau 0,5% dari respon steady state.

·         Delay Time (TD) : Ukuran waktu yang menyatakan faktor keterlambatan respon output terhadap input, di ukur mulai t = 0 s/d respon mencapai 50% dari respon steady state.

·         Overshoot (MP) : Nilai relatif yang menyatakan perbandingan harga maksimum respon yang melampaui harga steady state dibanding dengan nilai steady state.

·         Time Peak (TP) : Ukuran waktu diukur mulai t = 0 s/d respon mencapai puncak yang pertama kali (paling besar).

B.   Aplikasi
Pada servomekanisme. Sasaran sistem ini adalah mengontrol posisi beban mekanik sesuai dengan posisi acuannya. Operasi sistem ini adalah sebagai berikut: sepasang potensio bekerja sebagai perangkat ukur kesalahan. Perangkat ini mengubah posisi masukan dan keluaran menjadi sinyal listrik yang sebanding. Sinyal masukkan komando menentukan posisi sudut r dari lengan kontak potensio masukkan. Posisi sudut r adalah masukkan acuan sistem, dan potensial listrik lengan kontak sebanding dengan posisi sudut lengan tersebut.
C.   Perbedaan
·      mampu menurunkan persamaan rangkaian yang merupakan rangkaian orde-2.
·      memahami bahwa tanggapan rangkaian terdiri dari tanggapan paksa dan tanggapan alami yang mungkin berosilasi.
·      mampu melakukan analisis transien pada rangkaian orde-2.


3.    SISTEM ORDE KETIGA
A.   Pengertian dan Karakteristik
Respon output sistem orde tinggi umumnya memiliki bentuk respon yang kompleks atau tidak memiliki bentuk respon yang khas, sehingga ukuran kualitas sulit ditentukan. eskipun demikian, untuk sistem orde tinggi yang ada dalam praktek (sistem yang ada di industri), umumnya memiliki respon menyerupai atau dapat didekati dengan respon orde I dan II. Untuk sistem yang demikian dapatlah dipandang sebagai sistem orde I atau II,sehingga ukuran kualitas sistem dapat diukur dengan tolok ukur yang ada sebagai mana dilakukan pada sistem orde I dan orde II.Tinjau sistem yang ditunjukkan pada Gambar 4.10 dengan fungsi alih lingkar Tertutupnya
Pada umumnya G(s) dan H(s) diberikan sebagai rasio polinomial dalam s atau
Dimana p(s) , q(s) , n (s) dan d(s) adalah polinomial dalam s. Fungsi alih lingkar tertutup yang diberikan oleh persamaan  berikut selanjutnya dapat ditulis
Untuk menentukan tanggapan peralihan sistem pada persamaan di atas terhadap setiap masukan yang diberikan perlu diuraikan persamaan polinomial
tersebut atas faktor-faktornya. Setelah persamaan polinomial diuraikan atas faktorfaktornya maka persamaan C(s) R(s) dapat ditulis
Selanjutnya akan diuji perilaku tanggapan sistem ini terhadap masukan undak satuan.
Diasumsikan bahwa pole-pole lingkar tertutup berbeda satu sama lain. Untuk masukan undak satuan persamaan di atas  dapat ditulis menjadi
Keterangan :
Dimana i a adalah residu dari pole di i s = -p
Jika semua pole lingkar tertutup terletak disebelah kiri sumbu khayal bidang s maka besar relatif dari residu menentukan kepentingan relatif dari komponen-komponen C(s) dalam bentuk uraian tersebut. Jika ada suatu zero lingkar tertutup mempuyai harga yang hampir sama dengan suatu pole lingkar tertutup maka residu pada pole ini adalah kecil dan koefesien suku tanggapan peralihan yang berkaitan dengan pole ini menjadi kecil. Sepasang pole dan zero yang letaknya berdekatan secara efektif akan saling menghilangkan. Jika suatu pole terletak sangat jauh dari titik asal maka residu pada pole ini mungkin kecil. Tanggapan peralihan yang ditimbulkan oleh pole yang jauh ini adalah kecil dan berlangsung dalam waktu yang singkat. Suku-suku C(s) dalam bentuk uraian yang mempuyai residu sangat kecil memberikan kontribusi yang kecil pada tanggapan peralihan sehingga suku-suku ini dapat diabaikan. Jika ini dilakukan maka sistem orde tinggi dapat didekati dengan sistem berorde rendah.
Pole-pole dari C(s) terdiri dari pole-pole nyata dan pasangan-pasangan pole konjugasi kompleks. Sepasang pole konjugasi kompleks menghasilkan bentuk orde kedua dalam s. Bentuk uraian faktor dari persamaan karakteristik orde tinggi terdiri dari bentuk orde pertama dan orde kedua maka persamaan  dapat ditulis kembali
Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa tanggapan sistem orde tinggi tersusun dari beberapa bentuk yang melibatkan fungsi-fungsi sederhana yang dijumpai pada tanggapan sistem orde pertama dan kedua. Selanjutya tanggapan sistem terhadap undak satuan c(t ) didapatkan dengan menggunakan transformasi Laplace balik dari C(s) adalah

Tidak ada komentar:

Posting Komentar