MK KONTROL OTOMATIK LANJUT (MIGRASI DARI SHARE.ITS.AC.ID)
Baca dengan seksama kegiatan mahasiswa, yang ada di dalam file RPS ini
Weekly outline
M1. MODEL SISTEM DALAM PERS. KEADAAN
Minggu 1-2
Capaian Pembelajaran Pokok Bahasan
Mampu memodelkan dinamika sistem dalam bentuk persamaan ruang keadaan
CP: Mampu mentransformasikan model matematis sistem dalam bentuk persamaan keadaan
Perhatikan Materi pada Pokok Bahasan 2: Pemodelan matematis sistem. Model ini merepresentasikan hubungan antara 1 masukan dan 1 keluaran. Dalam strategi perancangan pengendali modern, model sistem dinyatakan dalam bentuk n persamaan diferensial orde 1. Coba perhatikan konsep dalam merubah persamaan diferensial orde n, menjadi n persamaan diferensial orde 1. Kerjakan Soal Latihan untuk memahami konsep merubah persamaan diferensial menjadi persamaan ruang keadaan.
CP: Mampu menganalisa bentuk "Controllable" dan "Observable" berdasarkan persamaan ruang keadaan
Perhatikan modul ajar ini. Sifat controllable dan observable, dapat diperoleh dari bentuk persamaan kanonik ruang keadaan. Bedakan dengan konsep dalam menganalisis kestabilan sistem dengan menggunakan metode "letak akar". Dengan menggunakan operasi matematis diagonalisasi matrik, dapat diamati semua variabel state. Coba perhatikan secara seksama contoh soal, dan kemudian gunakan konsep yang ada untuk mengerjakan Soal Latihan.
CP: Mampu mentransformasikan bentuk kanonik matrik sistem menjadi matriks diagonal
Pada saat diperoleh matrik kanonik "Controllable" dan "Observable", tidak dapat digunakan secara langsung untuk mengamati variabel keluaran sistem. Melalui transformasi matrik sistem menjadi matrik diagonal, akan mudah untuk mengidentifikasi nilai keluaran sistem. Perhatikan prosedur dalam mendapatkan Diagonalisasi matriks. Kemudian lihat contoh soal, dan lanjutkan dengan menyelesaikan Soal Latihan.
Chatting 1 - Pokok Bahasan Analisis Karakteristik Sistem berdasar Persamaan Keadaan
Mingu 2 : Jam 18.00 - 19.40 WIB
1. Model sistem dalam persamaan ruang keadaan
2. Persamaan kanonik sistem
3. Diagonalisasi matriks
4. Matrik transisi
CP: Mampu menyelesaikan persamaan ruang keadaan berdasarkan teorema Cayley-Hamilton
Perhatikan teorema Caley Hamilton untuk mendapatkan nilai variabel keadaan dan persamaan keluaran sistem. Bandingkan dengan menggunakan transformasi balik Laplace dari invers (sI-A). Apakah kedua metode tersebut menghasilkan nilai yang sama. Untuk itu baca contoh soal, dan Kerjakan Soal Latihan.
Chatting 2 - Pokok Bahasan Karakteristik sistem dalam Persamaan Keadaan
Minggu 2: Jam 09.00 - 10.40 WIB
1. Penyelesaian Persamaan keadaan
2. Keterkendalian
3. Keteramatan
4. Kestabilan Lyapunov
Petunjuk Pelaksanaan Kuis 1
1. Kuis dapat diakses dalam waktu 6 jam: pada akhir Minggu 2, mulai jam 18.00 - 24.00.
2. Lama pengerjaan Kuis: 60 menit, dihitung sejak pertama kali Anda login
3. Jumlah soal 10, dengan bobot nilai sama.
4. Anda lolos CP ke 8 pada MK SPO apabila Nilai Kuis 8 minimal 70
M2. FUNGSI TRANSFORMASI KEADAAN
Minggu ke 3-4
Sub Capaian Pembelajaran ke 2 (Sub CP MK 2):
Mahasiswa mampu menganalisis fungsi transformasi keadaan dari variabel keadaan sistem
CP: Mampu menentukan matrik transisi keadaan berdasarkan persamaan keadaan sistem
Matrik transisi keadaan dapat digunakan untuk memperoleh persamaan keluaran sistem. Bandingkan dengan metode diagonalisasi matrik. Metode ini dapat digunakan untuk mengamati nilai variabel state pada saat t sembarang berdasarkan nilai variabel state pada saat t sebelumnya. Perhatikan contoh soal, dan kerjakan Soal Latihan.
CP: mampu menentukan matriks alih berdasarkan persamaan ruang keadaan sistem MIMO - Multi Input Multi Output
Matrik alih loop tertutup digunakan untk menganalisis perubahan pada keluaran akibat satu perubahan masukan di sistem MIMO. Berdasarkan matrik alih ini dapat dirancang kompensator / pengendali yang sesuai. Perhatikan contoh soal pada modul ajar ini, dan kemudian kerjakan Soal Latihan, agar Anda dapat merancang pengendali pada sistem MIMO.
Aktivitas Mahasiswa untuk Modul (M1.1 sd M1.3)
TUGAS 1
Soal:
1. Carilah salah satu model plant dalam bentuk state space
2. Analisis kestabilan internal sistem dengan menentukan sifat "controllable" dan "Observable"
3. Upload Tugas, paling lambat akhir minggu ke 2 (10 Februari 2020, jam 00.00)
M3. KARAKTERISTIK MODEL SISTEM
Minggu ke 5
Sub Capaian Pembelajaran ke 3 (Sub CP MK 3):
Mahasiswa mampu menganalisis karakteristik model persamaan keadaan sistem
Perhitungan, untuk parameter: Conttrollable dan Observableb, menggunakan prinsip perhitungan besarnya Rank sebuah Matrik.
File berikut merupakan, tahapan dalam menghitung besarnya Rank Matriks
CP: Mampu mengenalisa keterkendalian sistem berdasarkan persamaan ruang keadaan
Pada pokok bahasan 3, telah Anda pelajari tentang karaktersitik respon sistem. Prosedur yang dilakukan adalah memberikan sinyal uji step, dan kemudian diamati responnya. Berdasarkan respon tersebut, dapat diidentifikasi secara kualitatif apakah sistem terkendali atau tidak. Hurwitz menunjukkan suatu konsep secara matematis untuk mengidentifikasi kestabilan mutlak sistem. Pada pokok bahasan 4, juga telah dibahas tentang sifat kestabilan melalui identifikasi ploting letak akar. Beberapa metode tersebut dapat kita bandingkan dengan menganalisis matrik "Controllable", apakah mempunyai rank yang sama dengan orde sistem. Metode ini lebih mudah untuk digunakan dalam mengidentidikasi sifat keterkendalian untuk sistem dengan orde tinggi. Perhatikan contoh soal yang ada, kemudian selesaikan Soal Latihan. Dan Anda akan dapat dengan mudah membandingkan metode konvensional dengan modern dalam menganalisis keterkendalian sistem
CP: Mampu menganalisis keteramatan - observable dari keluaran sistem berdasarkan persamaan ruang keadaan
Pada konsep pengendalian modern, variabel keluaran dapat diamati secara sempurna apabila setiap keadaan awal dari x(0) dapat digunakan untuk pengamatan keluaran y(t) selama selang waktu terhingga. Apakah bedanya dengan Pokok Bahasan sebelumnya, bagaimana dalam melakukan pengamatan secara sempurna (untuk semua variabel sistem). Untuk itu perhatikan dengan seksama konsep dalam menentukan "Keteramatan" ini. Lakukan secara hati - hati dalam menyelesaikan Soal Latihan, agar Anda mampu menganalisa "Keteramatan" sistem.
CP: Mampu menganalisis kestabilan sistem berdasarkan persamaan ruang keadaan
Pada pokok bahasan sebelumnya, telah Anda pelajari tentang bagaimana menganalisis kestabilan. Berdasarkan respon dalam domain waktu maupun dalam domain frekuensi. Apabila sistem tersebut non linier, maka sistem dinyatakan dalam bentuk persamaan ruang keadaan. Untuk mengenalisis sistem non linier ini, gunakan Kriteria Lyapunov. Prosedur nya dapat dibaca pada pokok bahasan ini. Perhatikan contoh soal, agar Anda mampu menyimpulkan sebuah sistem "stabil" atau "tidak stabil". Kemudian kerjakan Soal Latihan.
M4. PENGENDALI MODERN
Minggu ke 6-7
Sub CP MK 4:
Mahasiswa mampu membedakan algoritma beberapa tipe pengendali modern
Sub Sub CP MK:
Mahasiswa mampu memilih pengendali modern yang sesuai dengan karakteristik plant yang dijadikan obyek
Aktivitas Mahasiswa - Tugas
Tugas 4: Tugas final yang akan dikerjakan sampai dengan waktu UTS (minggu ke 8)
1. Pilih satu plant (sesuai dengan Tugas 1 yang telah ditentukan)
2. Rancang sistem kendali dengan pengendali yang ada di dalam slide berikut ini, sesuai dengan nomor urut absen
3. Simulasi rancangan Anda pada tahap 2
4. Tuliskan makalah dengan anatomi:
(1) Pendahuluan, berisi: deskprisi dari plant termasuk variabel yang dikendalikan, variabel yang dimanipulasi, dan model state space plant,
(2) Metode: berisi: mode pengendali yang dipilih, tahapan / flow chart dari perancangan pengendali, algoritma pengendali,
(3) Hasil dan pembahasan berisi: hasil simulasi rancangan dengan bantuan software matlab / tool yang lain,
(4) Simpulan,
(5) Reff.
5. kumpulkan file di atas, paling lambat minggu ke 8 (30 Maret 2020, jam 00.00)
Upload hasil progres pekerjaan Tugas 4 Anda, hari ini, tanggal 16 Maret 2020, jam 13.00
atau sebelumnya, agar bisa direview , dan feedback dapat diperoleh segera untuk dilanjutkan - proses penyelesaian Tugas.
Evaluasi dilakukan atas hasil upload Tugas 4, dan dibahas sesuai dengan substansi dari Tugas
Silahkan downliod file-file tersebut, untuk diskusi di dalam chatting, 23 Maret 2020 jam 11.00
M5. PENGENDALI NON LINIER
Minggu ke 8-9
Sub CP MK
Mampu merancang sistem pengendali LQR pada plant non linier
Minggu 10-11
Sub Sub CP MK:
Mampu mengidentifikasi bentuk plant non linier
Aktivitas Mahasiswa ke 2
TUGAS 2
1. Carilah / search di www.sciencedirect / atau dalam url yang lain, beberapa model pengendali modern yang diaplikasikan di industri (minimal jumlah jurnal = 5)
2. Tuliskan masing-masing pengendali tersebut secara ringkas, tetapi memuat informasi lengkap, dalam tulisan dengan anatomi: (1) Pendahuluan, berisi: Judul, jurnal, Penulis, tahun diterbitkan jurnal, (2) metode yang digunakan, berisi: ringkasan dari: blok diagram sistem pengendalian, model plant, algoritma, (3) Penutup, berisi: hasil dan pembahasan, analisis kestabilan (bila menggunakan Lyapunov - maka uraikan hasilnya), simpulan.
3. Jadikan dalam 1 file untuk 5 jurnal tersebut, dengan nama file Tugas1_NRP
4. Upload tugas, paling lambat 17 Februari 2020, jam 00.00
Sumber Belajar 3.2 (M3.2)
Sub Sub CP MK:
Mampu merancang sistem pengendali LQR pada plant non linier
Aktivitas Mahasiswa ke 3
Tugas 3:
Didalam materi LQR control, di akhir pokok bahasan terdapat dugas mandiri, kerjakan tugas tersebut secara mandiri, dan kumpulkan tugas, upload pada laman ini, paling lambat 24 Februari 2020, jam 00.00
Aktivitas Mahasiswa - Kuis Esay
M6. PERANCANGAN PENGENDALI MODERN
Minggu 11-14
Sub CP-MK: Mahasiswa mampu merancang sebuah sistem nonlinier dengan menggunakan satu metode pengendalian modern, dan mepresentasikan nya di hadapan tim penguji
Tugas 4:
perancangan sistem pengendalian modern pada satu plant yang dipilih, dengan menggunakan bantuan software Matlab
File yang diupload:
1. Word
2. PPT
3. Program