Diagram Blok Sistem Kontrol (Fungsi Transfer, Reduksi, Titik Penjumlahan, dan Cara Membacanya)
Apa itu Diagram Blok dalam Sistem Kontrol?
Diagram blok digunakan untuk mewakili sistem kontrol dalam bentuk diagram. Dengan kata lain, representasi praktis dari sistem kontrol adalah diagram bloknya. Setiap elemen sistem kontrol direpresentasikan dengan sebuah blok, dan blok tersebut adalah representasi simbolik dari fungsi transfer elemen tersebut.
Tidak selalu nyaman untuk menghasilkan fungsi transfer seluruh sistem kontrol yang kompleks dalam satu fungsi. Lebih mudah untuk menghasilkan fungsi transfer elemen kontrol yang terhubung ke sistem secara terpisah.
Setiap elemen kemudian diwakili oleh fungsi transfernya sendiri, dan mereka kemudian dihubungkan dengan jalur aliran sinyal.
Diagram blok digunakan untuk menyederhanakan sistem kontrol yang kompleks. Setiap elemen sistem kontrol direpresentasikan dengan blok, dan blok tersebut adalah representasi simbolik dari fungsi transfer elemen tersebut. Sistem kontrol lengkap dapat direpresentasikan dengan jumlah blok yang saling terhubung sesuai kebutuhan.
Gambar di bawah ini menunjukkan dua elemen dengan fungsi transfer Gone(s) dan Gtwo(s). Di mana Gone(s) adalah fungsi transfer elemen pertama dan Gtwo(s) adalah fungsi transfer elemen kedua sistem.
Diagram juga menunjukkan ada jalur umpan balik melalui mana sinyal output C(s) diberi umpan balik dan dibandingkan dengan input R(s). Perbedaan antara input dan output adalah sinyal penggerak atau sinyal kesalahan.
Dalam setiap blok diagram, output dan input terkait bersama oleh fungsi transfer. Di mana fungsi transfer adalah:
Di mana C(s) adalah output dan R(s) adalah input dari blok tertentu tersebut.
Sistem kontrol yang kompleks terdiri dari beberapa blok. Masing-masing memiliki fungsi transfer sendiri. Namun, fungsi transfer keseluruhan sistem adalah rasio fungsi transfer output akhir ke fungsi transfer input awal sistem.
Fungsi transfer keseluruhan sistem ini dapat diperoleh dengan menyederhanakan sistem kontrol dengan menggabungkan blok-blok individu tersebut, satu per satu.
Teknik menggabungkan blok-blok ini disebut sebagai teknik reduksi diagram blok.
Untuk penerapan teknik ini dengan sukses, beberapa aturan untuk reduksi diagram blok harus diikuti.
Mari kita bahas aturan-aturan ini, satu per satu, untuk reduksi diagram blok sistem kontrol. Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang sistem kontrol, ceklah soal-soal pilihan ganda kami tentang sistem kontrol.
Jika fungsi transfer input sistem kontrol adalah R(s) dan output yang sesuai adalah C(s), dan fungsi transfer keseluruhan sistem kontrol adalah G(s), maka sistem kontrol dapat direpresentasikan sebagai:
Titik Pengambilan dalam Diagram Blok Sistem Kontrol
Ketika kita perlu menerapkan satu atau input yang sama ke lebih dari satu blok, kita menggunakan apa yang dikenal sebagai titik pengambilan.
Titik ini adalah tempat di mana input memiliki lebih dari satu jalur untuk dipropagasi. Perhatikan bahwa input tidak dibagi pada titik tersebut.
Namun, input dipropagasi melalui semua jalur yang terhubung ke titik tersebut tanpa mempengaruhi nilainya.
Oleh karena itu, sinyal input yang sama dapat diterapkan ke lebih dari satu sistem atau blok dengan memiliki titik pengambilan.
Sinyal input umum yang mewakili lebih dari satu blok sistem kontrol dilakukan dengan titik umum, seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah ini dengan titik X.
Blok Bertingkat
Ketika beberapa sistem atau blok kontrol terhubung secara bertingkat, fungsi transfer seluruh sistem akan menjadi hasil perkalian fungsi transfer semua blok individu.
Perlu diingat juga bahwa output dari blok manapun tidak akan dipengaruhi oleh keberadaan blok lain dalam sistem bertingkat.
Dari diagram, terlihat bahwa,
Di mana G(s) adalah fungsi transfer keseluruhan sistem kontrol bertingkat.
Titik Penjumlahan dalam Diagram Blok Sistem Kontrol
Alih-alih menerapkan sinyal input tunggal ke berbagai blok, seperti pada kasus sebelumnya, mungkin ada situasi di mana sinyal input yang berbeda diterapkan ke blok yang sama.
Di sini, sinyal input hasil adalah penjumlahan semua sinyal input yang diterapkan. Penjumlahan sinyal input direpresentasikan oleh titik yang disebut titik penjumlahan, ditunjukkan dalam gambar di bawah ini dengan lingkaran bersilang.
Di sini R(s), X(s), dan Y(s) adalah sinyal input. Penting untuk menunjukkan garis halus yang menentukan sinyal input yang masuk ke titik penjumlahan dalam diagram blok sistem kontrol.
