sistem kendali digital (iv&v) adc-dac

8/18/2019 Sistem Kendali Digital (IV&v) ADC-DAC

1/34


2/34

Layout Materi

1. Tinjauan ulang sistem kendali kontinyu

2. Kontroller PID

3. Sistem waktu diskrit4. Transformasi z

5. Sampling dan rekonstruksi

6. Sistem waktu diskrit lup terbuka dan tertutup7. Desain pengendali diskrit


3/34

Jenis-Jenis Sinyal (1/4)

Jenis-jenis sinyal pada sistem kendali digital:

a) Sinyal analog

b) Sinyal diskritc) Sinyal data tercuplik

d) Sinyal digital


4/34


Sinyal analog, merupakan sinyal yang didefinisikan

dalam suatu jangkauan batas waktu kontinyu yang

amplitudonya mempunyai nilai yang kontinyu.

Sinyal diskrit, merupakan sinyal yang hanya didefinisikan

dalam suatu saat waktu diskrit, amplitudonya

mempunyai nilai hanya pada saat tertentu saja. Yang

termasuk sinyal diskrit yaitu sinyal digital dan sinyal

data tercuplik (sampled data signal).


5/34


Sinyal data tercuplik, merupakan sinyal diskrit yang

mempunyai amplitudo yang kontinyu pada waktu

cuplik (sampling time) tertentu.

Sinyal digital, merupakan suatu sinyal diskrit dengan

amplitudo terkuantisasi, sinyal tersebut kemudian

direpresentasi dengan sederet bilangan,

umumnya bilangan biner.


6/34



7/34

Perbandingan sinyal analog dan sinyal

digital (1/4)


8/34


digital (2/4)


9/34


digital (3/4)

Sinyal Waktu Kontinyu Sinyal Waktu Diskrit


10/34


digital (4/4)

Secara umum istilah analog dianggap sama

dengan kontinyu, sedangkan istilah diskrit

disamakan dengan digital atau data tercuplik

sampled data)


11/34

Analog to Digital Converter (ADC)

(1/11)

Sampling (pencuplikan)

Quantization (kuantisasi)

Coding (pengkodean)

01011

Xa (t)Quantizerampler Coder

Discrete-time signal

Quantized signal

X(k) Xq(k)

Digital signal

Analog signal

2016/4/5 11


12/34


(2/11)Sampling pencuplikan)

Sinyal waktu kontinyu sinyal waktu diskrit

T = sampling interval

Fs = sampling rate (sampel/detik), atau laju pencuplikan

2016/4/5 12


13/34


(3/11)

s

a

a

F

kF A

FkT AkT x

Ft At x

2cos

)2cos()(

)2cos()(

s F

F f k f Ak x )2cos()(

2016/4/5 13

Sinyal Kontinyu

Sinyal Diskrit


14/34


(4/11)

Suara pembicaraan Fmaks < 3 kHz

Sinyal televisi Fmaks < 5 MHz

Fmaks

= B

Fs = sampling rate = ?

)2cos(

1

t F A x i

N

i

ia

N maks F B F 22 Frekuensi Nyquist

2016/4/5 14

Sinyal Kontinyu

(Analog)

maks s F F 2


15/34


(5/11)

00

09,0)(

1100

09,0)(

k

k k x

sT Hz F t

t t x

k

S

t

a

2016/4/5 15

Kuantisasi

Proses kuantisasi (rounding, truncation), menyatakan

setiap nilai cuplikan sebagai suatu angka digit


16/34


(6/11)

00

09,0

)(

1100

09,0)(

k

k

k x

sT Hz F t

t t x

k

S

t

a

2016/4/5 16


17/34


(7/11)

2016/4/5 17


18/34


19/34


(9/11)k x k) x

q

k)

Truncation)

x

q

k)

Rounding)

e

q

k)

Rounding)

0 1 1,0 1,0 0,0

1 0.9 0,9 0,9 0,0

2 0.81 0,8 0,8 - 0,01

3 0,729 0,7 0,7 - 0,029

4 0,6561 0,6 0,7 0,0439

5 0,59049 0,5 0,6 0,00951

6 0,5311441 0,5 0,5 - 0,031441

7 0,4782969 0,4 0,5 0,0217071

8 0,43046721 0,4 0,4 - 0,03046721

9 0,387420489 0,3 0,4 0,012579511

2016/4/5 19


20/34


(10/11)

)()()()]([)( k xk xk ek xQk x qqq

Q = proses kuantisasi (rounding, truncation), menyatakansetiap nilai cuplikan sebagai suatu angka digit

xq(k) = sinyal hasil kuantisasieq(k) = error kuantisasi

2016/4/5 20


21/34


(11/11)

Pengkodean Cuplikan Terkuantisasi

Level kuantisasi (L) memiliki L angka biner yang berbeda

Panjang kata (b) bit 2b angka biner berbeda

2b L , atau sama dengan b 2 log L

Contoh: L = 11 b = 4 bits

2016/4/5 21


22/34

Digital to Analog Converter (DAC)

(1/4)

Pendekatan interpolasi antara cuplikan-cuplikan.

2016/4/5 22


23/34


(2/4)

Pendekatan ZOH (Zero Order Hold)

2016/4/5 23


24/34


(3/4)

Contoh soal:

Diketahui sebuah sinyal analog

x

a

t) = 3 cos 2000 t) + 5 sin 6000 t) + 10 cos 12000

t)

a.Tentukan frekuensi sampling dan frekuensi Nyquistnya!

b. Jika Fs=5000Hz, tentukan sinyal diskritnya!

c. Gunakan pendekatan interpolasi untuk mengonversikembali sinyal diskrit pada poin (b) menjadi sinyal analog!

2016/4/5 24


25/34


(4/4)

Jawab:

a.

b.

x(k) = 3 cos 2(1/5)k + 5 sin 2 (3/5)k + 10 cos 2(6/5)k

x(k) = 3 cos 2(1/5)k + 5 sin 2 (1-2/5)k + 10 cos 2(1+1/5)k

x(k) = 13 cos 2(1/5)k - 5 sin 2 (2/5)k

c. xa (t) = 13 cos (2000 t) - 5 sin(4000 t) efek aliasing

2016/4/5 25

Hz F Hz F Hz F 600030001000 321

Hz F B maks 6000 Hz B F N 120002

Hz F s 12000

Hz F s 5000


26/34

Simulation (1/8)


27/34

Simulation (2/8)


28/34

Simulation (3/8)


29/34

Simulation (4/8)


30/34

Simulation (5/8)


31/34

Simulation (6/8)


32/34

Simulation (7/8)


33/34

Simulation (8/8)


34/34

Post Test?

sistem kendali digital (iv&v) adc-dac

Documents