Laporan Praktikum Job 3.docx

LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM SISTEM KONTROL DAN INSTRUMENTASI JOB: DIFFERENSIAL (D) KONTROLER

Nama -

:

Andhika Wijayanto Roland Mahendra Wahid Abduh Robbani Mickel Billysan Heraldi Ahmad Nur Mucholis

Kelas

(16612027) (16612028) (16612029) (16612030) (16612031)

: D3-6B

Kelompok : 1 Tanggal

: 6 Maret 2019

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO 2019

BUKU PEDOMAN PRAKTIKUM LABORATORIUM

POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO TANGGAL REVISI : .. / .. / .... TANGGAL BERLAKU : 15 / 02 / 2016 KODE DOKUMEN : ..-POLNES-..-LEL

LABORATORIUM SISTEM KONTROL DAN INSTRUMENTASI

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK DIPLOMA III

Job 03:

Kode Mata Kuliah Semester / SKS Waktu

Diffrensial (D) Controller

: PTL319 : VI / 2 : 4 jam

A. Tujuan Percobaan Tujuan percobaan job Diffrensial (D) Controller (Pengontrol Difrensial) adalah sebagai berikut: 1. 2.

Mendefinisikan karakteristik dari pengontrol difrensial (D), seperti sifat dinamik, respon step sinyal, aksi difrensial Kds, dan time constant Td Menganalisis sinyal keluaran dari kontrol D, dan ketergantungan pada sinyal masukan dari aksi difrensial Kds dan time constant Td.

B. Dasar Teori Pada kontrol difrensial (D), sinyal keluaran Vout adalah sebanding dengan laju perubahan sinyal masukan Vin dan konstanta dari koefisien aksi difrensial Kd yang dinyatakan sebagai:

V .(t)

Vout (t) = Kd.

in

t Dalam kasus kontrol D, sinyal keluar Vout adalah sebanding variasi dasar (gradient) dari sinyal masuk Vin , sehingga:

Vout (t)= Kd.Vin(t)= Kd.

()

∆ ()

= . lim

∆

∆ →0

kasus dari masukan lerengan linier (variasi dasar perbandingan sinyal keluaran konstan, yaitu: Vout (t)= Kd.Vin(t)= Kd.

dVin (t) dt

Vin (t) t ), kontrol D menyediakan

Vin (t)

Kd . t

Dalam kasus masukan sinyal konstan, bahwa Vin (t) adalah konstan, di mana Vout (t)= 0, sehingga kontrol D menyediakan a null output signal jika sinyal masukan konstan. Dalam gambar 3.1 di bawah, bahwa fungsi blok tanggapan dari amplitudo D ditunjukkan sebagai berikut: Vin

Kd

Vout (t) = Kd.

dVin (t) dt

Gambar 3.1. Diagram blok kontrol D

Gambar 3.2. Respon kontrol D terhadap step signal

Pada kasus ini, masukan lerengan linier telah terlihat bahwa Vin (t) = m.t, dan diperoleh:

V (t)

m. t

t

t

in

m

di mana dari sinyal keluar adalah konstan, maka: Vout(t)= Kd.m Dalam gambar 3.3, terlihat respon kontrol D sinyal lerengan linier Vin (t) = m.t

Gambar 3.3. Respon kontrol D terhadap sinyal lerengan linier

Dalam gambar 3.3, terlihat respon kontrol D terhadap step signal Vin (t) adalah konstan, secara teoritis respon kontrol D terhadap step signal disusun dari besar tak terhingga dan fungsi pulsa sempit yang di bawah area yang sama terhadap Kd. in ; secara praktis kontrol D dipenuhi dan tinggal dalam state untuk sebuah perioda (kedalaman fungsi fulsa) sebanding dengan Kd. in . Untuk koefisien aksi difrensial, dihasilkan: Kd =

Vo u t (t) V (t) in

t

Jika kita mengindikasi dengan Td = D , yaitu waktu konstan (time constant) dari aksi kontroler, maka interval waktu pada sebuah variasi akhir dari sinyal input adalah sama dengan sinyal keluar, maka akan diperoleh: in

Vout dan untuk

t

Td adalah Kd = Td

di mana Kd diukur dalam (s). Sebagai catatan, bahwa sinyal keluar dijaga sampai masukannya membentuk lerengan. D Controller (y

d

d

 Menyediakan a null output signal ketika sinyal masukan konstan (null atau non null).  Untuk alasan, tidak dapat menghilangkan eror. Pengatur yang berdasarkan hanya aksi D tidak memiliki praktikal menarik. Bagaimanapun juga aksi ini dapat dimanfaatkan dengan penggabungan aksi P & I dan memiliki kemajuan fungsi yang menemukan aplikasi berguna dalam beberapa tipe dari proses  D Controller adalah kontrol aksi sangat lambat.

C. Peralatan dan Komponen  Modul DL 2613 Catu Daya  Modul DL 2687 Function Generator  Modul DL 2672 D Controller (Derivative_Action Element)  Oscilloscope (Digital Storage Oscilloscope); GDS-2000A Series  Kabel Penghubung. DL 2613

+ 15 V - 15 V

DL 2687

+ 15 V - 15 V

DL 2672

+ 15 V - 15 V

OUT + 15 V - 15 V

Power On

0V PE

0V PE

Gambar 3.4. Rangkaian peralatan pengontrol D

0V

PE

Gambar 3.5. Proses percobaan job pengontrol D D. Langkah Kerja 1. Siapkan dan pasang modul peralatan sesuai petunjuk job praktikum seperti yang ditunjukkan dalam gambar 3.4 dan gambar 3.5 2. Aturlah Oscilloscope (Digital Storage Oscilloscope) GDS-2000A Series; Pada trace 1 (probe 1) untuk sinyal U1 / terminal Y1 (channel 1) pada modul DL 2687 diatur / di-set 1 volt/div DC (pada posisi garis ke 5), dan pada trace 2 (probe 2) untuk sinyal U2 / terminal Y2 (channel 2) pada modul DL 2672 diatur / di-set 100 mvolt/div DC (pada posisi garis ke 0) dengan TB (Time Base) 50 msecond/div 3. Aturlah function generator Modul DL 2687. Tombol untuk seleksi jenis fungsi gelombang di-set pada fungsi gelombang kotak. Potensiometer untuk pengaturan amplitudo di-set pada U1 = 2 volt. Tombol untuk pemilihan "signal/period tinggi" di posisi 9/10. Potensiometer untuk peraturan frekuensi ulangan pada f = 10 Hz (approx; periode sekitar 0,1 second). Pada percobaan berikutnya; Tombol untuk seleksi jenis fungsi gelombang di-set pada fungsi gelombang gigi gergaji. Potensiometer untuk pengaturan amplitudo diset pada U1 = 2 volt. Tombol untuk pemilihan "signal/period tinggi" di posisi 1/2. Potensiometer untuk peraturan frekuensi ulangan pada f = 10 Hz (approx; periode sekitar 0,1 second). 4. Aturlah pengontrol P Modul DL 2673. Saklar untuk pengaturan Kds di posisi x0,1. Potensiometer untuk pengaturan Kds diposisi 0,02. 5. Prosedur Pengujian. Switch / saklar pada modul DL 2613 pada posisi on, ukur dan gambarkan dengan baik dan benar sinyal masukan U1 (terminal Y1) dan sinyal keluaran U2 (terminal Y2) dengan mengatur garis / line pada osiloskop yang relevan sehingga didapatkan gambar dengan baik / tepat. Hasil pengukuran (data percobaan) dibuat dalam bentuk tabel dan evaluasi Kds terhadap U2 6. Prosedur Percobaan. Switch / saklar pada modul DL 2613 pada posisi on, atur amplitudo U1 modul DL 2687, ukur dan gambarkan dengan baik dan benar sinyal masukan U1 (terminal Y1) dan sinyal keluaran U2 (terminal Y2) dengan mengatur

garis / line pada osiloskop yang relevan sehingga didapatkan gambar dengan baik / tepat. Data setting percobaan sbb: Percobaan A (3x percobaan; fungsi gelombang kotak 9/10): U1 = 2 volt, f = 10 Hz, (1)Kds = 0,002; (2)Kds = 0,02; (3)Kds = 0,2; Percobaan B (4x percobaan; fungsi gelombang kotak 9/10): (1)U1 = 5 volt, (2)U1 = 6 volt, (3)U1 = 8 volt, (4)U1 = 10 volt; f = 10 Hz, Kds = 0,02; Percobaan C (1x percobaan; fungsi gelombang gigi gergaji 1/2): U1 = 2 volt, f = 10 Hz, Kds = 0,002; Percobaan D (2x percobaan; fungsi gelombang gigi gergaji 1/2): (1)U1 = 2 volt, (2)U1 = 4 volt, f = 10 Hz, Kds = 0,02; Hasil pengukuran (data percobaan) dibuat dalam bentuk tabel. 7. Operasikan sistem peralatan sesuai petunjuk job praktikum (setting variabel / konstanta modul peralatan sesuai kebutuhan) untuk memperoleh data percobaan terbaik yang diharapkan dalam bentuk grafik f(t) menggunakan modul osiloskop 8. Ukurlah semua besaran / variabel input-output (arah vertikal dan horizontal) dengan menggunakan fasilitas function keys osiloskop (measure dan cursor) sesuai kebutuhan job 9. Hasil percobaan job praktikum berupa data percobaan terbaik disimpan dalam bentuk soft file (menggunakan flash disk masing-masing kelompok), dan soft copynya segera diserahkan ke tim pengajar / instruktur untuk disalin. E. Pertanyaan 1. Jika U1 berupa sinyal ramp linier terhadap kontrol D dan U2 sinyal keluaran, maka manakah saatu pernyataan yang benar untuk time constant dari aksi difrensial TD ? 2. Pada kontrol D, jika time constant dari aksi difrensial TD ditambah, manakah sifat dari koefisien aksi difrensial KD ?

3. Manakah pernyataan hubungan yang benar antara sinyal U2 keluaran dari kontrol D, dan sinyal ramp linier U1 masukan ke kontroller ?.

F. Gambar Percobaan Percobaan A. Fungsi gelombang kotak 9/10): U1 = 2 volt, f = 10 Hz

Gambar 1. Kds = 0,002 (a)

Gambar 2. Kds = 0,002 (b)

Gambar 3. Kds = 0,02 (a)

Gambar 4. Kds = 0,02 (b)

Gambar 5. Kds = 0,2 (a)

Gambar 6. Kds = 0,2 (b)

Percobaan B. Fungsi gelombang kotak 9/10 f = 10 Hz, Kds = 0,02

Gambar 7. U1= 5V (a)

Gambar 8. U1= 5V (b)

Gambar 9. U1= 6V (a)

Gambar 10. U1= 6V (b)

Gambar 11. U1= 8V (a)

Gambar 12. U1= 8V (b)

Gambar 13. U1= 10V (a)

Gambar 14. U1= 10V (b)

Percobaan C. Fungsi gelombang gigi gergaji 1/2 f = 10 Hz, Kds = 0,002;

Gambar 15. U1= 2V (a)

Gambar 16. U1= 2V (b)

Percobaan D. Fungsi gelombang gigi gergaji 1/2 f = 10 Hz, Kds = 0,02

Gambar 17. U1= 2V (a)

Gambar 18. U1= 2V (b)

Gambar 19. U1= 4V (a)

Gambar 20. U1= 4V (b)

Analisa Gambar