PENGERTIAN SISTEM KENDALI

PENGERTIAN SISTEM KENDALI

Arti sistem pengendalian dalam keinsinyuran dan keilmuan biasanya kita batasi untuk diterapkan ke sistem-sistem yang fungsi utamanya adalah memerintahkan, mengarahkan atau mengatur secam aktif atau secara'dinamis

CONTOH SISTEM KENDALI

Sistem yang terlihat dalam Gambar di bawah ini, terdiri dari sebuah cermin yang berporos di satu tepi dan disetel ke atas dan ke bawah dengan sebuah sekrup di tepi yang lain, sistem merupakan sebuah contoh sistem pengendalian. Sudut cahaya pantul  diatur dengan menggunakan sekrup tersebut.

MESIN CUCI OTOMATIS

Urutan proses mencuci dengan mesin cuci umumnya adalah sebagai berikut: (1) memasukkan pakaian kotor ke dalam mesin, (2) memasukkan sabun atau deterjennya, (3) mengelantang, (4) memasukkan air masuk dalam mesin cuci jumlah yang tepat, (5) kemudian waktu-siklus pencucian dan pemerasan disetel pada sebuah pengaturwaktu dan mesin cuci mulai dihidupkan.

Bila siklus pencucian sudah lengkap, mesin cuci secara otomatis akan mati sendiri. Jika jumlah yang tepat dari deterjen, pengelantangan, volume air, dan suhu air yang sesuai ditentukan lebih dulu atau ditetapkan oleh produsen mesin, atau secara automatis dimasukkan oleh mesin itu sendiri, maka masukannya adalah waktu (dalam menit) untuksiklus pencucian dan pemerasan. Pengatur waktu biasanya disetel oleh seorang operator. Keluaran dari suatu mesin cuci lebih sulit untuk ditetapkan.

Didefinisikan bahwa bersih adalah ketiadaan semua zat-zat asing dari sesuatu yang harus dicuci, keluarannya sebagai persentase kebersihan. Karena itu, pada awal suatu siklus keluarannya lebih kecil dari 100 persen, dan pada akhir dari suatu siklus keluaran yang ideal sama dengan 100 persen (pakaian yang bersih tidak selalu diperoleh). Untuk kebanyakan mesin-mesin yang digerakkan dengan memasukkan uang-logam waktusiklusnya disetel lebih dulu, dan mesin itu mulai bekerja bila uang logamnya dimasukkan. Dalam hal ini, persentase kebersihan sebagai output bisa dikendalikan dengan menyetel input meliputi jumlah deterjen, pengelantangan, volume air, dan suhu air.

PEMANGGANG ROTI

Dimisalkan bahwa elemen pemanas mensuplai jumlah panas yang sama ke kedua sisi rotinya, dan mutu panggangan dapat ditentukan oleh warnanya. Suatu diagram skematik yang disederhanakan dari salah satu cara yang mungkin untuk menerapkan prinsip umpanbalik ke pemanggang yang terlihat pada  gambar di atas.

Pemanggang tersebut mula-mula dikalibrasi untuk mutu panggangan yang dikehendaki dengan menggunakan tombol penyetelan warnai, penyetelan kembali diperlukan apabila mutu panggangannya berubah. Bila saklarnya ditutup, roti akan terpanggang sampai detektor warnanya "melihat" wama yang dikehendaki. Pada saat warna yang dikehendali sudah dicapai maka saklar akan terbuka secara automatis dengan menggunakan hubungan umpanbalik, yang bisa bersifat listrik atau mekanik.

SISTEM KENDALI BIOLOGIS

Komponen-komponen dasar dari sistem pengendalian ini adalah pikiran, lengan, tangan, dan mata. Pikiran mengirimkan isyarat ke sistem syaraf  yang dipcrlukan ke lengan dan tangan untuk menjangkau benda itu. Isyarat tersebut diperkuat di dalam otot-otot lengan dan tangan, yang bekerja sebagai penggerak tenaga untuk sistem tersebut. Mata digunakan sebagai piranti pengindera, yang senantiasa mengumpanbalikkan kedudukan tangan ke otak.

Kedudukan tangan adalah keluaran untuk sistem itu. Masukannya adalah kedudukan benda. Tujuan sistem pengendalian adalah mengurangi jarak antara kedudukan tangan dan kedudukan benda menjadi nol. Gambar di atas adalah diagram skematiknya. Garis dan panah putus-putus menyatakan arah dari aliran informasi

JENIS SISTEM KENDALI

·         Sistem pengendalian buatan

·         Sistem pengendalian alamiah, termasuk sistem biologi

Sistem pengendalian yang komponen-komponennya buatan dan alamiah

Untuk menggolongkan suatu sitem pengendalian sebagai untaian-terbuka atau untaian tertutup, komponen-komponen sistem tersebut harus dibedakan dengan jelas dari komponen-komponen yang berinteraksi dengan sistem itu, tapi bukan merupakan bagian dari sistem itu. Contohnya, seorang operator bisa atau bisa juga bukan merupakan Komponen dari suatu sistem.

SISTEM PENGENDALIAN TERBUKA

Alat pemanggang-roti automatik bisa berbentuk sistem pengendalian untaian-terbuka karena dikendalikan oleh sebuah pengatur-waktu. Waktu yang diperlukan untuk membuat "panggangan bagus" harus diperkirakan oleh pemakainya, yang bukan merupakan bagian dari sistem itu. Pengendalian atas mutu panggangan (keluaran) adalah penghentian alat pada saat telah ditentukan, sesuai dengan waktu yang telah disetel sebagai masukan dan tindakan pengendaliannya.

SISTEM PENGENDALIAN TERTUTUP

Sistem pengendalian untaian-tertutup lebih umum disebut sebagai sistem pengendalian umpanbalik (feedback), dan akan diselidiki secara lebih mendetil pada awal pasal selanjutnya. Dalam suatu sistem dikatakan ada umpan-balik bila ada urutan tertutup dari hubungan sepab-dan-akibat di antara besaran-besaran sistem. Pada hakekatnya, setiap sistem pasif (suatu sistem yang tak mengandung sumber energi) bisa dipandang sebagai suatu sistem umpanbalik.

CONTOH SISTEM UMPAN BALIK

Mekanisme autopilot dan pesawat terbang yang dikendalikannya, adalah sistem pengendalian (umpanbalik) untaian-tertutup. Tujuannya mempertahankan arah pesawat yang ditetapkan, tanpa terpengaruh oleh perubahan-perubahan atmosfir. Alat ini melakukan tugas dengan terus-menerus mengukur arah pesawat yang sesungguhnya, dan secara automatis menyetel sayap-sayap pengendalian (kemudi, sirip, dan seterusnya) agar arah pesawat sesuai dengan arah yang telah ditentukan. Seorang pilot atau operator yang sebelumnya menyetel autopilot ini, bukan merupakan bagian dari sistem pengendalian tersebut.

Masukannya adalah arah tertentu yang bisa disetel pnda suatu alat penunjuk dalam panel pengendalian pesawat, dan keluarannya adalah arah yang sesungguhnya, sebagaimana ditunjukkan oleh instrumen-instrumen

navigasi automatik. Sebuah piranti pembanding senantiasa mengamati masukan dan keluarannya. Bila keduanya sarna, tidak diperlukan tindakan pengendalian. Bila ada perbedaan an tara masukan dan keluaran, piranti pembanding tersebut menyalurkan suatu isyarat tindakan pengendalian ke pengendalinya, yaitu mekanisme autopilot. Pengendalinya memberi isyarat-isyarat yang tepat ke sayap-sayap pesawat itu untuk memperkecil perbedaan masukan-keluaran. Umpanbalik bisa dilaksanakan dengan hubungan mekanik atau listrik, yang mengukur arah, dari instrumen-instrumen navigasi ke piranti pembandingnya.

SIFAT SISTEM UMPAN BALIK

·         Meningkatkan ketelitian

·         Mengurangi kepekaan perbandingan keluaran terhadap masukan untuk perubahan ciri-ciri system

·         Mengurangi akibat-akibat ketidak-linieran dan distorsi

·         Memperbesar lebarpita

·         Kecenderungan menuju osilasi atau ketidak-stabilan

PERANCANGAN 
   
      Lazimnya teknik sistem pengendalian merupakan penyelidikan atas dua masalah: analisis dan perancangan dari suatu konfigurasi sistem pengendalian. Analisis adalah penyelidikan sifat-sifat dari suatu sistem yang ada. Masalah perancangan adalah pemilihan dan penyusunan dari komponen-komponen sistem pengendalian yang melaksana tugas tertentu. Perancangan dengan analisis dilaksanakan dengan memperbaiki ciri-ciri dari suatu konfigurasi sistem baku atau sistem yang ada, perancangan dengan sintesis dicapai dengan mendefinisikan bentuk sistem (menyusun) langsung dari perinciannya.

PRESENTASI SISTEM

·         Persamaan diferensial dan hubungan matematis lainnya.

·         Diagram blok

·         Grafik aliran isyarat

Diagram blok dan grafik a1iran isyarat adalah pemyataan grafis yang ringkas dan diagram skematik suatu sistem fisis, atau dari himpunan persamaan matematis yang mencirikan bagian-bagian sistem itu. Model-model matematis, dalam bentuk persamaan-persamaan sistem, digunakan bila hubungan-hubungan yang mendetil diperlukan.

Secara teoritis setiap sistem pengendalian bisa dicirikan oleh persamaan-persamaan matematis. Jawab dari persamaan-persamaan itu menyatakan tingkahlaku sistemnya, Seringkali jawabannya sulit meskipun mungkin untuk didapatkan, untuk itu harus dilakukan permisalan-permisalan penyederhanaan tertentu dalam uraian matematisnya. Sejumlah besar sistem pengendalian, pendekatan dan penyederhanaan menuju ke sistem-sistem yang bisa diuraikan oleh persamaan diferensial biasa linier. Cara-cara untuk menjawab persamaan-persamaan telah cukup tercatat dalam kepustakaan matematika dan teknik, sehingga bagian utama dari buku ini dibatasi pada sistem-sistem pengendalian yang dapat duraikan dengan menggunakan persamaan diferensial biasa linier.