03 - Unit 5 - Sofyan Rahman [PDF]

Citation preview

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