Buku ini membahas teori dan praktik kontrol sistem secara komprehensif, mulai dari sejarah pengembangan teori kontrol hingga teori kontrol modern. Teori kontrol klasik dan respons frekuensi membantu merancang sistem stabil pada 1940-1950an. Sejak 1960an, teori kontrol modern berdasarkan domain waktu dikembangkan untuk mengatasi kompleksitas sistem. Teori kontrol kuat diperkenalkan untuk merancang kontrol yang lebih tangguh terhadap kes

1. 1-1 . INTRODUCTION
Teori kontrol yang umum digunakan saat ini adalah teori kontrol klasik (juga disebut
teori kontrol konvensional, teori kontrol modern, dan teori kontrol kuat. Buku ini
menyajikan perawatan komprehensif dari analisis dan desain sistem kontrol berbasis teori
kontrol klasik dan teori kontrol modern. Pengenalan singkat tentang teori kontrol
termasuk dalam Bab 10.
Kontrol otomatis sangat penting dalam bidang teknik dan sains apa pun.
Kontrol adalah bagian penting dan integral dari sistem kendaraan luar angkasa, sistem robot,
modern sistem manufaktur, dan setiap operasi industri yang melibatkan kontrol temperature,
tekanan, kelembaban, aliran, dll Sangat diharapkan bahwa sebagian besar insinyur dan
ilmuwan akrab dengan teori dan praktik kontrol otomatis.
Buku ini dimaksudkan untuk menjadi buku panduan tentang sistem kontrol di tingkat senior
di sebuah perguruan tinggi atau universitas. Semua bahan latar belakang yang diperlukan
disertakan dalam buku. matematika
Materi Matematika yang terkait dengan Transformasi Laplace dan Analisis Vektor-Matrix
disajikan secara terpisah dalam lampiran.
Tinjauan Singkat Perkembangan Sejarah Teori dan Praktik Kontrol.
Karya penting pertama dalam kontrol otomatis adalah pengatur sentrifugal James Watt
atau untuk kontrol kecepatan mesin uap di abad kedelapan belas.
Lainnya
karya signifikan pada tahap awal pengembangan teori kontrol disebabkan oleh:
Minorsky, Hazen, dan Nyquist, di antara banyak lainnya. Pada tahun 1922, Minorsky
mengerjakan pengontrol otomatis untuk kemudi kapal dan menunjukkan bagaimana
stabilitas dapat dicegah ditambang dari persamaan diferensial yang menggambarkan
sistem.
Pada tahun 1932, Nyquist mengembangkan prosedur yang relatif sederhana untuk
menentukan stabilitas loop tertutup sistem berdasarkan respons loop terbuka terhadap
input sinusoidal kondisi tunak.
Pada tahun 1934, Hazen, yang memperkenalkan istilah servomekanisme untuk sistem
kontrol posisi, membahas desain servomekanisme relai yang mampu mengikuti perubahan
secara dekat masukan
Selama dekade 1940-an, metode respons frekuensi (terutama metode diagram karena
Bode) memungkinkan para insinyur untuk merancang linier tertutup sistem kontrol loop
yang memenuhi persyaratan kinerja.
Banyak kontrol industri sistem pada tahun 1940-an dan 1950-an menggunakan
pengontrol PID untuk mengontrol tekanan, suhu, dll.

2. Pada awal 1940-an Ziegler dan Nichols menyarankan aturan untuk menyetel pengontrol
PID, yang disebut Aturan penyetelan Ziegler-Nichols.
Dari akhir 1940-an hingga 1950-an, root-locus metode due to Evans sepenuhnya
dikembangkan.
Respons frekuensi dan metode root-locus, yang merupakan inti dari teori kontrol klasik,
mengarah pada sistem yang stabil dan memenuhi serangkaian persyaratan kinerja yang
kurang lebih sewenang-wenang. Sistem seperti itu, secara umum, dapat diterima tetapi
tidak optimal dalam arti yang bermakna.
Sejak akhir 1950-an, penekanan dalam masalah desain kontrol telah
bergeser dari desain salah satu dari banyak sistem yang bekerja ke desain satu optimal
sistem dalam arti tertentu.
Sebagai pabrik modern dengan banyak input dan output menjadi lebih dan lebih
kompleks,deskripsi sistem kontrol modern membutuhkan sejumlah besar persamaan.
teori kontrol skala, yang hanya berurusan dengan input tunggal, sistem output tunggal,
menjadi tidak berdaya untuk sistem multiple-input, multiple-output.
Sejak sekitar tahun 1960, karena ketersediaan komputer digital memungkinkan analisis
domain waktu dari sistem yang kompleks, teori kontrol modern, berdasarkan analisis domain
waktu dan sintesis menggunakan status variabel, telah dikembangkan untuk mengatasi
peningkatan kompleksitas tanaman modern dan persyaratan ketat pada akurasi, berat, dan
biaya di militer, ruang, dan di aplikasi industri.
Selama tahun 1960-1980, Kontrol optimal dari sistem deterministik dan stokastik, serta
kontrol adaptif dan pembelajaran dari sistem yang kompleks, sepenuhnya diselidiki.
Dari tahun 1980-an hingga 1990-an, Perkembangan dalam teori kontrol modern dipusatkan di
sekitar kontrol yang kuat dan topik terkait.
Teori kontrol modern didasarkan pada analisis domain waktu dari persamaan diferensial
sistem. Teori kontrol modern membuat desain sistem kontrol lebih sederhana karena: teori ini
didasarkan pada model sistem kontrol yang sebenarnya. Namun, sistem
stabilitas sensitif terhadap kesalahan antara sistem aktual dan modelnya.
Ini berarti bahwa ketika pengontrol yang dirancang berdasarkan model diterapkan pada yang
sebenarnya
sistem, sistem mungkin tidak stabil. Untuk menghindari situasi ini, kami merancang kontrol
sistem dengan terlebih dahulu mengatur berbagai kemungkinan kesalahan dan kemudian
merancang controller sedemikian rupa sehingga, jika kesalahan sistem tetap dalam asumsi
jangkauan, sistem kontrol yang dirancang akan tetap stabil. Metode desain berdasarkan ini
prinsip disebut teori kontrol yang kuat.

3. Teori ini menggabungkan kedua frekuensi pendekatan respon dan pendekatan domain
waktu. Teorinya secara matematis sangat kompleks.
Karena teori ini membutuhkan latar belakang matematika di tingkat pascasarjana,Teori
kontrol dalam buku ini terbatas pada aspek pengantar saja.
Untuk pembaca yang tertarik dengan detail teori kontrol yang kuat harus mengambil
kontrol tingkat pascasarjana di perguruan tinggi atau universitas yang mapan.
Definisi. Sebelum kita dapat membahas sistem kontrol, beberapa terminologi dasar
harus didefinisikan.
Variabel Terkendali dan Sinyal Kontrol atau Variabel Manipulasi. yang dikendalikan
variabel adalah kuantitas atau kondisi yang diukur dan dikendalikan. Sinyal kontrol
atau variabel yang dimanipulasi adalah kuantitas atau kondisi yang divariasikan oleh
pengontrol sehingga untuk mempengaruhi nilai variabel terkontrol. Biasanya, variabel
yang dikendalikan adalah keluaran dari sistem.
Kontrol berarti mengukur nilai variabel terkontrol dari sistem dan menerapkan sinyal
kontrol ke sistem untuk mengoreksi atau membatasi penyimpangan dari nilai terukur
dari nilai yang diinginkan.
Dalam mempelajari teknik kontrol, kita perlu mendefinisikan istilah tambahan yang
diperlukan sar untuk menggambarkan sistem kontrol.
Tanaman. Sebuah pabrik mungkin merupakan bagian dari peralatan, mungkin hanya satu
set bagian-bagian mesin berfungsi bersama, yang tujuannya adalah untuk melakukan
operasi tertentu. Di dalam buku, kami akan memanggil objek fisik apa pun untuk
dikendalikan (seperti perangkat mekanis, tungku pemanas, reaktor kimia, atau pesawat
ruang angkasa) tanaman.
Proses. Kamus Merriam–Webster mendefinisikan suatu proses sebagai proses yang
alami, progresif atau pengembangan yang terus berlanjut yang ditandai dengan
serangkaian perubahan bertahap yang berhasil satu sama lain dengan cara yang relatif tetap
dan mengarah ke hasil tertentu atau akhir; atau operasi buatan atau sukarela, yang terus
berlanjut secara bertahap yang terdiri dari Serangkaian tindakan atau gerakan yang
dikendalikan secara sistematis diarahkan ke refrensi tertentu hasil atau akhir. Dalam buku ini
kita akan menyebut setiap operasi yang dikendalikan sebagai proses. Contoh adalah proses
kimia, ekonomi, dan biologis.
Sistem. Sistem adalah kombinasi dari komponen-komponen yang bekerja sama dan
melakukan suatu tujuan tertentu. Sebuah sistem tidak perlu fisik. Konsep sistem dapat
menjadi diterapkan pada fenomena abstrak dan dinamis seperti yang ditemui dalam ilmu
ekonomi. Itu sistem kata harus, oleh karena itu, ditafsirkan menyiratkan fisik, biologis,
ekonomi, dan sejenisnya, sistem.
Gangguan. Gangguan adalah sinyal yang cenderung mempengaruhi nilai
dari keluaran suatu sistem. Jika gangguan dihasilkan dalam sistem, itu disebut internal,
sedangkan gangguan eksternal dihasilkan di luar sistem dan sebuah masukan.
Kontrol umpan balik. Kontrol umpan balik mengacu pada operasi yang, di hadapan

4. gangguan, cenderung mengurangi perbedaan antara keluaran sistem dan beberapa
masukan referensi dan melakukannya atas dasar perbedaan ini. Di sini hanya gangguan yang
tidak dapat diprediksi yang begitu ditentukan, karena gangguan yang dapat diprediksi atau
diketahui selalu dapat dikompensasi dalam sistem.