Sistem kendali digital menggunakan komputer, mikroprosesor, atau mikrokontroler untuk memproses dinamika sistem. Sinyal masukan biasanya analog sementara sinyal yang diproses dan keluaran umumnya digital. Konverter diperlukan untuk mengubah sinyal antara bentuk analog dan digital. Pengendali digital memiliki keuntungan seperti pemrosesan data yang mudah dan program yang dapat diubah, namun juga kelemahan seperti kesalahan dari pro

1. Konsep Dasar Sistem Kendali Digital Konsep Dasar Sistem Kendali Digital
Di dalam sistem kontrol digital, sebagai pengendali (controller) dipergunakan komputer, mikroprosesor,
mikrokontroler ataupun rangkaian logika lainnya untuk mengolah dinamika sistem. Dari segi bentuk sinyal yang
bekerja di dalam sistem, dapat kita bedakan bahwa pada sistem analog, maka sinyal masukan, sinyal yang diproses
oleh pengendali maupun sinyal keluaran adalah berupa sinyal analog. Sedangkan pada sistem digital, maka sinyal
masukan umumnya juga berupa sinyal analog, sedangkan sinyal yang diproses oleh pengendali adalah sinyal digital,
dan sinyal keluaran umumnya juga berupa sinyal analog. Dari perbedaan sinyal yang bekerja pada sistem analog dan
sistem digital, maka pada sistem digital perlukan komponen yang berfungsi untuk melakukan konversi bentuk sinyal,
konverter tersebut dikenal dengan nama ADC (Analog to Digital Converter) dan DAC (Digital to Analog Converter).
Perbedaan di antara sistem analog dan sistem digital diperlihatkan dalam berikut.
Perbedaan Sistem Kendali Analog Dan Digital Konsep Dasar Sistem Kendali Digital,
Perbedaan Sistem Kendali Analog Dan Digital,sistem kendali digital,teori sistem kendali digital,kendali digital,dasar
kendali digital,metode kendali digital,sistem kontrol digital,pengontrol digital,sistem digital,teori sistem
digital,deskripsi sistem digital Sinyal digital diperoleh melalui ADC yang berfungsi untuk melakukan proses
pencuplikan (sampling) terhadap sinyal analog sehingga menghasilkan sinyal diskrit, selanjutnya setiap sinyal diskrit
dilakukan kuantisasi dan seterusnya dikonversi ke sinyal digital. Umumnya suatu kendalian (plant) bekerja dengan
sinyal analog, oleh karena itu sinyal digital sebagai keluaran dari pengendali harus dikonversi kembali ke sinyal
analog melaui DAC. Dalam operasi matematikanya, maka setiap blok fungsional di atas perlu dicari model
matematisnya. Dalam sistem analog maka transformasi Laplace yang digunakan, sedangkan dalam sistem digital yang
digunakan adalah transformasi Z. Didalam buku ini hanya transformasi Z saja yang akan diberikan. Penyelesaian
terhadap persoalan di dalam bidang kendali akan melibatkan beberapa hal seperti:
1. Pemilihan sensor untuk mengukur sinyal umpan balik.
2. Pemilihan aktuator untuk menggerakkan kendalian.
3. Mengembangkan model matematis dari kendalian, sensor dan aktuator
4. Merancang pengendali berdasarkan model pada point 3 dan kriteria sistem.
5. Melakukan evaluasi rancangan melalui analisis, simulasi dan menguji perangkat kerasnya.
6. Melakukan proses iterasi terhadap point 1 s/d 5 untuk memperoleh respons sistem yang diinginkan.
Proses di atas dapat digambarkan pada gambar berikut :
Ditinjau dari hubungan antar blok perangkat keras, maka setiap blok fungsional yang dihubungkan ke pengendali
digital (dapat berupa Personnal Computer (PC), Microcontroller , Microprocessor) yang lebih dikenal dengan
peripheral dapat dialamati melalui alamat yang diberikan kepada peripheral tersebut. Sinyal yang diberikan oleh
sensor umumnya masih sangat lemah sehingga sering kali diperlukan sebuah penguat sinyal. Hal yang sama juga
berlaku untuk sinyal penggerak yang akan diberikan kepada kendalian. Sedangkan peralatan yang disambungkan
kepada pengendali digital biasanya diperlukan suatu pengantara atau interface. Perangkat ini berfungsi untuk

2. menyesuaikan sinyal antara peripheral dengan pemeroses digital, ataupun penyesuaian dari segi kecepatan kerja yang
berbeda antara peripheral dan pemeroses digital.
Jenis-Jenis Sinyal Pada Sistem Kendali Digital Jenis-Jenis Sinyal Pada Sistem Kendali Digital
Dalam sistem kendali digital dikenal beberapa jenis sinyal yang digunakan pada sistem tersebut. Terdapat 4 jenis
sinyal dalam sistem kendali digital yaitu: sinyal analog, sinyal terkuantisasi, sinyal diskrit/data tercuplik dan sinyal
digital.
Jenis-jenis sinyal dalam sistem kendali digital tersebut memiliki pengertian atau didefinisikan sebagai berikut :
a. Sinyal analog, merupakan sinyal yang didefinisikan dalam suatu jangkauan batas waktu kontinyu yang
amplitudonya mempunyai nilai yang kontinyu.
b. 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).
c. Sinyal data tercuplik, merupakan sinyal diskrit yang mempunyai amplitudo yang kontinyu pada waktu cuplik
(sampling time) tertentu.
d. Sinyal digital, merupakan suatu sinyal diskrit dengan amplitudo terkuantisasi, sinyal tersebut kemudian
direpresentasi dengan sederet bilangan, umumnya bilangan biner.
Berikut ini adalah bentuk beberapa jenis sinyal yang ditemui di dalam suatu sistem kontrol digital.
Gambar Jenis-Jenis Sinyal Sistem Kendali Digital (a) Sinyal Analog; (b) Sinyal Terkuantisasi (c) Sinyal
Diskrit/Data Tercuplik; (d) Sinyal Digital
Suatu sinyal kontinyu yang mempunyai suatu set nilai amplitudo tertentu dalam suatu jangkauan waktu tertentu
disebut sinyal terkuantisasi (quantized signal).
Gambar berikut memperlihatkan jenis-jenis sinyal di dalam suatu sistem kontrol digital.
Gambar Diagram Blok Sistem Kontrol Digital
Secara umum istilah analog dianggap sama dengan kontinyu, sedangkan istilah diskrit disamakan dengan digital atau
data tercuplik (sampled data).
Sistem Kontrol Digital
Sistem kontrol digital yang menempatkan komputer digital di dalam jaringan pengontrolan/pengendalian untuk
melakukan pemerosesan sinyal di dalam suatu pola yang diinginkan disebut direct digital control (kontrol digital
langsung).

3. Penggunaan pengendali digital pada suatu proses maupun pada suatu kendalian memiliki keuntungan sebagai
berikut:
1. Pemerosesan data pada pengendali digital dapat dilakukan secara langsung dan kalkulasi yang rumit dapat
dilakukan dengan mudah.
2. Program pengendali dapat diubah dengan mudah jika diperlukan.
3. Pengendali digital lebih mampu dibandingkan dengan pengendali analog dilihat dari sudut pandang gangguan dari
dalam seperti derau dan panas.
Pengendali digital juga mempunyai kelemahan yaitu:
1. Proses cuplik dan kuantisasi cenderung menimbulkan galat (error) yang akan mengurangi performa sistem. 2.
Perancangan untuk memperbaiki degradasi performa tersebut lebih rumit jika dibandingkan dengan sistem analog
untuk skala yang sama.
Ilustrasi Sistem Kontrol Digital
Struktur dasar daripada suatu sistem digital diperlihatkan dengan mengambil contoh dari sebuah sistem pendaratan
pesawat automatik, yang dalam hal ini akan diperlihatkan aspek yang sederhana saja.
Gambar Sistem Pendaratan Pesawat Automatik
Sistem perdaratan pesawat diilustrasikan seperti pada gambar diatas, sistem tersebut terdiri dari pesawat terbang, unit
radar dan unit pengendali berupa komputer digital. Selama beroperasi, unit radar mengukur posisi vertikal dan lateral
dari pesawat yang kemudian ditransmisikan ke unit pengendali. Dari nilai ukuran tersebut unit pengendali melakukan
kalkulasi jarang ketinggian dan tepian pesawat dan memberi perintah yang cocok. Perintah ini kemudian
ditransmisikan ke sistem autopilot dari pesawat, sehingga pesawat tersebut akan bereaksi dan menyesuaikan diri.
Sistem kendali lateral mengendalikan posisi lateral dari pesawat, sedangkan sistem kendali vertikal mengendalikan
ketinggian dari pesawat yang dilakukan secara terpisah.
Selajutnya blok diagram pada gambar diatas hanya memperlihatkan sistem kendali lateral dari pesawat. Posisi lateral
pesawat, y(t), adalah jarak lateral pesawat dari garis tengah dari daerah pendaratan terhadap badan pesawat. Unit
pengendali berusaha membuat y(t) menuju ke nol. Unit radar mengukur y(t) sekali setiap 0,05 detik, dengan demikian
y(kT) adalah nilai cuplikan (sampled) dari y(t), dengan T = 0,05 detik dan k = 0, 1, 2, 3, …… Pengendali digital
melakukan proses terhadap nilai cuplikan dan menghasilkan perintah tepian Φ(kT). Data Hold yang berada di pesawat
terbang mempertahankan perinta tepian Φ(t) menjadi konstan untuk nilai yang terakhir diterimanya sampai datang

4. nilai Φ(t) yang baru.
Gambar Sistem Kendali Posisi Lateral Pesawat
Perintah tepian tersebut diperbaharui setiap T = 0,05 detik yang disebut sebagai periode pencuplikan ( sampling
periode). Dengan adanya perintah ini, maka pesawat akan meresponsnya dengan mengubah y(t).
Disamping itu terdapat pula masukan pengganggu yaitu dari w(t) dari angin dan noise dari radar. Persoalan rancangan
yang dihadapi adalah menjaga agar y(t) sekecil mungkin walaupun adanya sinyal pengganggu di atas.
Untuk memberi pengaruh yang berarti pada rancangan tersebut maka perlu diketahui hubungan matematis diantara
posisi lateral y(t), masukan perintah tepian Φ(t) dan masukan angin w(t). Hubungan matematis ini merupakan model
matematis atau secara sederhana disebut model dari pesawat terbang. Contoh pesawat F4 dari McDonnell Douglas
Corporation, model dari sistem lateral mempunyai persamaan diferensial non linier orde sembilan. Tugas perancang
sistem kendali tersebut adalah menspesifikasikan proses yang harus diwujudkan oleh pengendali digital. Pemerosesan
merupakan fungsi dari model pesawat orde sembilan, masukan angin, noise radar, periode cuplikan T dan karakteristik
respons yang diinginkan.