7 0 434 KB
PRAKTIKUM SISTEM KONTROL Teknik Diagram Bode & Nyquist (Teknik Respon Frekuensi)
DISUSUN OLEH NAMA : SOFYAN RAHMAN NIM
: 19050874024
KELAS : TEKNIK ELEKTRO C 2019 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA 2021
A. Judul Percobaan Teknik Diagram Bode & Nyquist (Teknik Respon Frekuensi)
B. Tujuan Percobaan Dapat memahami Dasar teknik diagram Bode & Nyquist sebagai teknik respon frekuensi dalam menentukan kestabilan sistem kontrol. C. Teori Dasar
Teknik respon frekuensi digunakan dalam situasi sebagai berikut : 1. membuat model fungsi alih dari data-data fisik sistem. 2. Mendesain kompensator lead untuk mencapai stead-state error dan respon transient yang diharapkan. 3. Mencari kestabilan dari sistem-sistem nonlinear. 4. Memantapkan kemenduaan arti saat mensketsa suatu root locus Dengan teknik respon frekuensi didapatkan : jangkauan (range) dari penguatan (gain) sistem yang menjaga sistem tetap stabil, membuat sistem tetap bekerja dengan suatu pengatan tertentu yang memenuhi respon yang diharapkan, dan menghitung besaran – besaran respon transient sistem. Suatu sistem G(s) =
1
M() =
√ω 2+4
φ ( ω )=−tan−1 1. 2.
( ω2 )
1 s+ 2 , dengan mensubstitusi s = j. maka didapatkan :
sebagai respon frekuensi magnitude dan phase dari G(j)
secara grafis sistem G(j) dapat dibuat dalam bentuk : plot magnitude dan phase secara terpisah (Blode plot), gambar 1, plot polar (Nyquist), gambar 2,dalam jangkauan seluruh frekuensi yang mungkin, ( contoh : 0.1 – 100 rad/s).
Gain dB
0 -20 -40 -60 10
-1
10
0
10
1
10
2
frequency (rad/sec)
Gain dB
0 -30 -60 -90 10
-1
10
0
10
1
10
2
frequency (rad/sec)
Gambar 1. Plot M() dan (), Diagram Bode, dari G(j)
0
Im a g A x is
Im G
- 0.05 - 0.1 - 0.15 - 0.2 - 0.25 0
0.1
0.2
0.3
Re G
0.4
0.5
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 - 0.05 - 0.1 - 0.15 - 0.2 - 0.25 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Reral Axis
(a). =0.1 – 100 rad/s (b). = 0 - rad/s Gambar 2. Plot polar G(j). Diagram Nyquist
D. Prosedur Percobaan Percobaan 1 1.
Diketahui suatu sistem kontrol mempunyai mempunyai fungsi alih sebagi
berikut:
G(S )=
20(S 2 +S+0,5) S( S+1 )(S+10)
2. Dengan menggunakan pemrograman MATLAB, dihasilkanlah bentuk output dari diagram Bode
3. Ditemukan hasil output yang diperoleh pada monitor
4. Dicatatlah harga-harga Gain margin dan fase margin untuk setiap harga yang mungkin
Ditemukan phase margin sebesar 120 ° pada = 17.3 rad/s , sementara gain marginya adalah tak terhingga (Inf).
5. Langkah 1 sampai dengan 4 diulangi dengan menggunakan fungsi alih: 20(S +1) G(S )= S( S2 +2 S+10 )(S +5 )
Ditemukanlah hasil output dari diagram bode
Dicatatlah harga-harga Gain margin dan fase margin untuk setiap harga
yang
mungkin
Ditemukan Gain margin sebesar 9.93 dB pada = 4.01 rad/s dan Phase margin sebesar 104° pada = 0.443 rad/s.
Percobaan 2 1. Ditinjau suatu sistem kontrol loop tertutup dengan fungsi alih loop terbuka sebagai berikut: 10 K (S+0,5) G(S ) H (S )= 2 S (S +2)( S+10 )
2. Dengan menggunakan program MATLAB, dihasilkanlah bentuk output diagram Nyquist pada K = 1 dan 10 K=1
K= 10
3. Diperoleh hasil output pada monitor K=1
K = 10
4. Dicatatlah harga-harga Image Axis untuk setiap Real Axis K=1
K = 10