Jenis Sistem Kontrol | Sistem Kontrol Linier dan Non-Linier
Sistem kontrol adalah sistem perangkat yang mengelola, memerintahkan, mengarahkan, atau mengatur perilaku perangkat lain untuk mencapai hasil yang diinginkan. Dengan kata lain, definisi sistem kontrol dapat disederhanakan sebagai sistem yang mengontrol sistem lain untuk mencapai keadaan yang diinginkan. Ada berbagai jenis sistem kontrol, yang dapat dikategorikan secara luas sebagai sistem kontrol linear atau sistem kontrol non-linear. Jenis-jenis sistem kontrol ini akan dibahas secara detail di bawah ini.
Sistem Kontrol Linear
Untuk memahami sistem kontrol linear, kita harus terlebih dahulu memahami prinsip superposisi. Prinsip teorema superposisi mencakup dua sifat penting dan dijelaskan di bawah ini:
Homogenitas: Sebuah sistem dikatakan homogen, jika kita mengalikan input dengan konstanta A maka output juga akan dikalikan dengan nilai konstanta yang sama (yaitu A).
Aditivitas: Misalkan kita memiliki sistem S dan kita memberikan input ke sistem ini sebagai a1 untuk pertama kali dan kita mendapatkan output sebagai b1 sesuai dengan input a1. Pada kedua kalinya kita memberikan input a2 dan sesuai dengan ini kita mendapatkan output sebagai b2.
Sekarang misalkan kali ini kita memberikan input sebagai penjumlahan dari input sebelumnya (yaitu a1 + a2) dan sesuai dengan input ini misalkan kita mendapatkan output sebagai (b1 + b2) maka kita bisa mengatakan bahwa sistem S mengikuti sifat aditivitas. Kini kita mampu mendefinisikan sistem kontrol linear sebagai jenis sistem kontrol yang mengikuti prinsip homogenitas dan aditivitas.
Contoh Sistem Kontrol Linear
Pertimbangkan jaringan resistif murni dengan sumber DC konstan. Rangkaian ini mengikuti prinsip homogenitas dan aditivitas. Semua efek yang tidak diinginkan diabaikan dan dengan asumsi perilaku ideal setiap elemen dalam jaringan, kita katakan bahwa kita akan mendapatkan karakteristik tegangan dan arus yang linier. Ini adalah contoh dari sistem kontrol linear.
Sistem Kontrol Non-Linier
Kita dapat mendefinisikan sistem kontrol non-linier sebagai sistem kontrol yang tidak mengikuti prinsip homogenitas. Dalam kehidupan nyata, semua sistem kontrol adalah sistem non-linier (sistem kontrol linier hanya ada dalam teori). fungsi deskriptif adalah prosedur hampiran untuk menganalisis beberapa masalah kontrol non-linier.
Contoh Sistem Non-Linier
Sebuah contoh terkenal dari sistem non-linier adalah kurva magnetisasi atau kurva tanpa beban mesin DC. Kita akan membahas singkat kurva tanpa beban mesin DC di sini: Kurva tanpa beban memberikan hubungan antara fluks celah udara dan mmf gulungan medan. Sangat jelas dari kurva di bawah ini bahwa pada awalnya, ada hubungan linier antara mmf gulungan dan fluks celah udara tetapi setelah itu, saturasi datang yang menunjukkan perilaku non-linier dari kurva atau karakteristik sistem kontrol non-linier.
Sistem Analog atau Kontinyu
Dalam jenis sistem kontrol ini, kita memiliki sinyal kontinyu sebagai input ke sistem. Sinyal-sinyal ini adalah fungsi kontinyu dari waktu. Kita mungkin memiliki berbagai sumber sinyal input kontinyu seperti sumber sinyal sinusoidal, sumber sinyal persegi; sinyal mungkin dalam bentuk segitiga kontinyu, dll.
Sistem Digital atau Diskrit
Dalam jenis sistem kontrol ini, kita memiliki sinyal diskrit (atau sinyal mungkin dalam bentuk pulsa) sebagai input ke sistem. Sinyal-sinyal ini memiliki interval waktu diskrit. Kita dapat mengubah berbagai sumber sinyal input kontinyu seperti sumber sinyal sinusoidal, sumber sinyal persegi, dll menjadi bentuk diskrit menggunakan saklar.
Kini ada berbagai keuntungan dari sistem diskrit atau digital dibandingkan sistem analog dan keuntungan-keuntungan tersebut ditulis di bawah ini:
Sistem digital dapat mengatasi sistem kontrol non-linier lebih efektif daripada sistem tipe analog.
Kebutuhan daya dalam kasus sistem diskrit atau digital lebih sedikit dibandingkan dengan sistem analog.
Sistem digital memiliki tingkat akurasi yang lebih tinggi dan dapat melakukan berbagai perhitungan kompleks dengan mudah dibandingkan dengan sistem analog.
Keandalan sistem digital lebih tinggi dibandingkan dengan sistem analog. Mereka juga memiliki ukuran yang kecil dan padat.
Sistem digital bekerja berdasarkan operasi logika yang meningkatkan akurasi mereka berkali-kali lipat.
Kehilangan dalam kasus sistem diskrit umumnya lebih sedikit dibandingkan dengan sistem analog.
Sistem Input Tunggal Output Tunggal
Sistem-sistem ini juga dikenal sebagai SISO tipe sistem. Dalam sistem ini, sistem memiliki satu input untuk satu output. Berbagai contoh sistem semacam ini mungkin termasuk kontrol suhu, sistem kontrol posisi, dll.
Sistem Input Banyak Output Banyak
Sistem-sistem ini juga dikenal sebagai tipe sistem MIMO. Dalam sistem ini, sistem memiliki banyak output untuk banyak input. Berbagai contoh sistem semacam ini mungkin termasuk sistem tipe PLC, dll.
Sistem Parameter Terkumpul
Dalam jenis sistem kontrol ini, berbagai komponen aktif dan pasif diasumsikan terkonsentrasi pada satu titik dan itulah sebabnya sistem ini disebut tipe sistem parameter terkumpul. Analisis sistem semacam ini sangat mudah yang melibatkan persamaan diferensial.
Sistem Parameter Terdistribusi
Dalam jenis sistem kontrol, berbagai parameter aktif (seperti induktor dan kapasitor) dan pasif (resistor) diasumsikan tersebar secara merata sepanjang panjang dan itulah sebabnya sistem ini disebut tipe sistem parameter terdistribusi. Analisis sistem semacam ini sedikit lebih sulit yang melibatkan persamaan diferensial parsial.
