SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 28
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 1

OBJEKTI
F

Objektif Am

: Memperkenalkan pelajar kepada transformasi Laplace dan
mendapatkan rangkap pindah sistem
Objektif Khusus







: Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:

menjelaskan penggunaan transformasi Laplace
mendefinisikan rangkap pindah
mengaitkan hubungan transformasi Laplace dengan rangkap pindah
menggunakan gambarajah blok bagi memperolehi rangkap pindah sistem
menyelesaikan graf aliran isyarat bagi mendapatkan rangkap pindah sistem
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 2

INPUT

7.0

PENGENALAN
Dalam unit ini, kita akan diperkenalkan dengan takrifan transformasi Laplace dan syarat yang perlu
dipenuhi untuk kewujudan transformasi Laplace serta penggunaanya bagi mendapatkan rangkap
pindah sesebuah sistem.

7.1

Konsep Transformasi Laplace
Transformasi Laplace merupakan kaedah yang digunakan dengan meluas dalam kejuruteraan
kawalan. Ini disebabkan oleh keupayaannya dalam meyelesaikan persamaan pembeza dengan
mudah. Transformasi Laplace merupakan teknik penyelesaian yang menukarkan persamaan
pembeza dalam domain-t (masa) kepada persamaan algebra dalam domain-s (pembolehubah
kompleks).
Kita takrifkan

di mana

f (t ) =

fungsi dalam domain masa

s = pembolehubah kompleks

F (s ) =Transformasi Laplace f (t )

Contoh 7-1
Diberi

Dapatkan transformasi Laplace F(s), di mana f(t)=At
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 3

Penyelesaian
Kita ketahui kaedah kamilan bahagian demi bahagian;

(1)

Gantikan rangkap di atas ke dalam persamaan (1)

Contoh 7-2
Dapatkan jelmaan Laplace bagi isyarat masukan rangkap
langkah

f (t ) = u (t )

u (t ) = 0
u (t ) = 1

; t<0
; t>0

Penyelesaian
F ( s ) =∫ e −st dt [ f (t )] =∫ u (t )e −st dt
∞

∞

0

∞

= ∫ 1e −st dt =
0

7.2

0

e −st
s

∞
0

=

1
s

Teorem-teorem Transformasi Laplace
Dalam menyelesaikan masalah yang melibatkan transformasi Laplace, kadangkala teorem-teorem
berkaitan perlu digunakan. Setiap teorem ini mempunyai fungsinya yang tersendiri bergantung
kepada aplikasi masing-masing.
RANGKAP PINDAH

7.2.1

E4141 / UNIT 7 / 4

Teorem Pembezaan Nyata
Teorem Pembezaan Nyata diberikan oleh

Contoh 7-3
Diberi

Dapatkan transformasi Laplace F(s) bagi fungsi f(t) di atas.

Penyelesaian
Menggunakan Teorem Pembeza Nyata, dua unsur pertama memberikan:

Manakala unsur terakhir diperolehi dari takrifan transformasi Laplace yang
memberikan:

Dari keputusan ini tranformasi Laplace bagi persamaan f(t) diberi oleh:
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 5

Menyelesaikan persamaan ini untuk F(s) akan memberikan jawapan seperti
berikut:

X ( s) =

7.2.2

F (s)
[3s + 5](2) + [3](4)
+
3s + 5 s + 7
3s 2 + 5s + 7
2

Teorem Pengamiran Nyata
Teorem Pengamiran Nyata diberikan oleh

Contoh 7-4
Diberi

Dapatkan transformasi Laplace F(s) bagi fungsi f(t) di atas. (Panduan: Biarkan
f (t ) = A(t ) )

Penyelesaian
Untuk menyelesaikan maslah ini, kita perlu menggunakan teorem pengamiran
nyata.

Menggantikan F(s) dengan penyelesaian di dalam contoh 7-1, memberikan;
RANGKAP PINDAH

7.2.3

E4141 / UNIT 7 / 6

Songsangan Transformasi Laplace
Sekiranya transformasi Laplace F(s) bagi f(t) diketahui, kita boleh menggunakan
songsangan transformasi Laplace (dari Jadual 7-1) untuk mendapatkan f(t). Dalam proses
ini tiga kes perlu dipertimbangkan.
7.2.3.1 Punca-punca Persamaan Nyata dan Berbeza
Contoh 7-5
Diberi

Dapatkan rangkap untuk x(t) menggunakan songsangan transformasi
Laplace.

Penyelesaian

Mengunakan “kaedah cover-up” kita perolehi:

Sekarang gantikan nilai-nilai yang diperolehi ke dalam persamaan:
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 7

Menggunakan Jadual 7-1, penyelesaian berikut akan diperolehi.

7.2.3.2 Punca-punca Persamaan Nyata dan Kompleks
Contoh 7-6
Diberi

Dapatkan rangkap untuk f(t) menggunakan songsangan transformasi
Laplace.
Penyelesaian
Dapatkan punca-punca di bahagian pembawah persamaan.

Oleh kerana, punca adalah nyata dan kompleks pendekatan
melengkapkan kuasa perlu digunakan.

Dari Jadual 7-1, kita ketahui;
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 8

Sekarang kita perlu mengubah bahagian pengatas sepertimana berikut;

Persamaan di atas juga boleh ditulis sebagai:

Menggunakan Jadual 7-1, penyelesaian berikut akan diperolehi.

7.2.3.3 Punca-punca Persamaan Nyata dan Sama
Contoh 7-7
Diberi

Dapatkan rangkap untuk f(t) menggunakan songsangan transformasi
Laplace.
Penyelesaian
Mula-mula faktorkan bahagian pembawah (andaikan punca-adalah nyata),
bagi membolehkan “kaedah cover-up” digunakan.

Oleh kerana punca-punca adalah sama, “kaedah cover-up” dilakukan
seperti berikut:
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 9

Dengan membezakan persamaan dan menggantikan s=-1:

Gantikan nilai-nilai yang diperolehi dalam X(s) memberikan:

Menggunakan Jadual 7-1, kita dapati:
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 10

Jadual 7-1 : Pasangan Transformasi Laplace

AKTIVITI
7a
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 11

Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada
maklumbalas yang disediakan.
SOALAN 1
Nyatakan kelebihan penggunaan transformasi Laplace dalam menyelesaikan persamaan kebezaan
lelurus?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
SOALAN 2
Berikan takrifan bagi transformasi Laplace.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
SOALAN 3
Nyatakan DUA teorem-teorem transformasi Laplace yang anda ketahui.
_____________________________
_____________________________
SOALAN 4
Persamaan di bawah adalah satu fungsi dalam domain-s. Dapatkan rangkap untuk f(t) menggunakan
songsangan transformasi Laplace.
F (s) =

2
( s +1)( s + 2)

MAKLUMBALAS
7a
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 12

1.

Dapat menyelesaikan persamaan pembeza dengan mudah

2

Transformasi Laplace bagi f (t ) ditakrifkan sebagai

f (t ) =

fungsi dalam domain masa
s = pembolehubah kompleks
F (s ) =Transformasi Laplace f (t )
3.

Teorem-teorem transformasi Laplace
i.
ii.
iii.
iv.

Teorem pembezaan nyata
Teorem pengamiran nyata
Teorem nilai awal
Teorem nilai akhir

4.
F (s) =

2
( s +1)( s + 2)

2
A
B
=
+
( s + 1)( s + 2) s + 1 s + 2

2
s =−1 = 2
s+2
2
B=
s =−2 = −2
s +1
2
2
F (s) =
−
s +1 s + 2
A=

∴ f (t ) = 2(e −t − e −2t )

(dari Jadual 7-1)

INPUT
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 13

Dalam input ini, pelajar akan diperkenalkan dengan gambarajah blok yang boleh mewakili sesuatu sistem
dan seterusnya kaedah bagi mendapatkan rangkap pindah.
7.3

Gambarajah Blok
Gambarajah blok merupakan perwakilan bergambar fungsi yang dilakukan oleh setiap komponen
dan aliran isyarat. Ianya hanya memaparkan hubungan fungsi masukan dan keluaran sistem.
X(s)

Rangkap
pindah G(s)

Y(s)

Rajah 7.3: Gambarajah blok

7.4

Takrif Rangkap Pindah
Rangkap pindah ditakrifkan sebagai:
Rangkap pindah,

Y (s)
=
X (s)

Transformasi Laplace isyarat keluaran
Transformasi Laplace isyarat masukan

dengan andaian semua keadaan awal adalah sifar.

5.1

Rangkap Pindah Gelung Buka Dan Gelung Tutup
Secara ringkasnya, rangkap pindah gelung buka dan rangkap pindah gelung tutup dapat kita
perhatikan sebagaimana yang ditunjukkan di dalam Jadual 7-2 di bawah.
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 14

Jenis sistem

Gambarajah Blok
R(s)

E(s)

+

B(s)

Gelung buka

C(s)

G(s)
H(s)

Rangkap Pindah,

C (s)
R(s)

C (s)
R(s)
=

B(s)
= G ( s) H ( s)
E (s)

Rajah 7.5 (a) Sistem gelung terbuka

R(s)

+

B(s)

E(s)

-

G(s)
H(s)

Gelung tutup

Rajah 7.5 (b) Sistem gelung tertutup

C(s)

C ( s) =G ( s) E ( s)
E ( s) = R( s ) −B( s )
= R ( s ) − H ( s )C ( s )
C ( s ) = G ( s )[ R ( s ) − H ( s )C ( s )
C ( s)
G( s)
∴
=
R( s)
1 +G ( s ) H ( s )

Jadual 7-2: Rangkap Pindah Gelung Buka Dan Gelung Tutup

7.6

Pengurangan Gambarajah Blok
Pengurangan gambarajah blok merupakan antara teknik yang boleh kita gunakan untuk
mendapatkan rangkap pindah. Blok-blok boleh disambungkan secara siri jika keluaran satu blok
tidak memberi kesan terhadap blok sebelumnya. Manakala sebarang bilangan blok terlata boleh
digabungkan kepada blok tunggal. Penggabungan blok-blok ini dapat dilihat dalam Jadual 7-3.

Jenis

Siri

Selari

Suap balik
positif

Rajah Blok

Rajah Blok Setara
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 15

Suap balik
negatif
Jadual 7-3: Pengurangan Gambarajah Blok
Jadual 7-4: Aturan Aljabar Gambarajah Blok
Gambarajah blok yang lebih kompleks dan melibatkan banyak gelung suapbalik juga boleh
dipermudahkan secara berperingkat dengan berpandukan aturan yang diberikan dalam Jadual 74.
Contoh 7-8
Permudahkan rajah di bawah dengan menggunakan teknik pengurangan
gambarajah blok. Seterusnya dapatkan rangkap pindah bagi sistem tersebut.

H

C(s)

1

G

+-

H

R(s)

++

2

Penyelesaian
Mula-mula, alihkan titik cabang yang laluan yang melibatkan H 1 keluar gelung yang
melibatkan H2 , seperti rajah (a). Kemudian hapuskan dua gelung tersebut
menghasilkan rajah (b). Gabungan dua blok terlata menghasilkan rajah (c).

H1
G

(a)
C(s)

+-

R(s)

H2

(b)
C(s)

(c)

++

G

G
1 + GH 2

C(s)

G + H1
1 + GH 2

H
1+ 1
G
R(s)

R(s)
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 /16

AKTIVITI
7b
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 17

Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada
maklumbalas yang disediakan.
SOALAN 1
Berikan definisi rangkap pindah
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
SOALAN 2
Apakah yang dimaksudkan dengan gambarajah blok?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
SOALAN 3
Berpandukan gambarajah 7.5(b), dapatkan rangkap pindah gelung buka dan rangkap pindah suapdepan.
SOALAN 4
Berikan aljabar bagi y berdasarkan gambarajah di bawah.

x1
x2

+

+

y

Rajah 7.6: Aljabar rajah blok

MAKLUMBALAS
7b
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 18

1.

Rangkap pindah di definisikan sebagai nisbah jelmaan Laplace keluaran kepada
jelmaan Laplace masukan

2.

Gambarajah blok ialah suatu sistem yang merupakan perwakilan bergambar fungsi yang dilakukan
oleh setiap komponen dan aliran isyarat.

3.

Rangkap pindah gelung buka =
Rangkap pindah suapdepan

4.

=

B(s)
= G ( s) H ( s)
E (s)
C ( s)
= G(s)
E ( s)

y = x x + x2

INPUT
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 19

Satu lagi teknik untuk mendapatkan rangkap pindah ialah menggunakan graf aliran isyarat. Kedua-dua
teknik yang dibincangkan memberikan maklumat yang sama dan masing-masing tidak melebihi antara satu
sama lain.
6.7

Graf Aliran Isyarat
Sebagaimana rajah blok, graf aliran isyarat menunjukkan hubungan di antara masukan dan
keluaran sistem. Rajah 7.7(a) menunjukkan bentuk termudah graf aliran isyarat bagi suatu sistem.
X(s)

G(s)

Y(s)

Rajah 7.7(a): Graf Aliran Isyarat
Dalam graf aliran isyarat, pembolehubah diwakili oleh nod dan gandaan diwakili oleh cabang
sehala. Hubungan pembolehubah sistem ialah:
Y ( s ) =G ( s ) X ( s )

Anak panah pada cabang sehala menunjukkan arah aliran isyarat. Ia menyatakan persandaran
Y(s) pada X(s) dan bukan sebaliknya. Oleh itu Y(s) ialah keluaran yang dihasilkan oleh masukan
X(s) dan sistem G(s).

X

a

b

c

d

e

Y

g
Rajah 7.7(b): Graf
Dengan merujuk kepada Rajah
aliran isyarat ditakrifkan seperti berikut.
i.
ii.
iii.
iv.
v.
vi.

j
i

Aliran Isyarat

7.7(b), beberapa istilah utama dalam pewakilan graf

Nod punca ialah nod yang hanya mempunyai cabang yang meninggalkannya. Nod X
ialah contoh nod punca.
Nod sink ialah nod yang hanya mempunyai cabang-cabang yang menuju ke arahnya.
Nod Y ialah contoh nod sink.
Gandaan laluan ialah hasil darab gandaan cabang terbabit.
Laluan ke hadapan ialah gabungan cabang sehala dari punca ke sink tanpa
mengulang sebarang nod. Contoh laluan ke hadapan ialah a,b,c,d,e dan a,b,g,d,e.
Gelung ialah laluan yang bermula dan berakhir pada satu nod tanpa mengulang
sebarang nod. Contoh-contoh gelung ialah bf, dh, j, bcdi dan bgdi.
Gelung-gelung yang tidak bersentuh ialah gelung-gelung yang tidak berkongsi nod
sepunya. Gelung fb tidak menyentuh gelung hd dan gelung j.
RANGKAP PINDAH

7.8

E4141 / UNIT 7 / 20

Graf aliran isyarat bagi sistem kawalan
Beberapa graf aliran isyarat bagi sistem kawalan yang mudah ditunjukkan dalam Rajah 7.7(c).
Untuk graf-graf sedemikian, rangkap pindah gelung tutup C(s)/R(s) [atau C(s)/N(s)] boleh diperolehi
secara pemeriksaan. Bagi graf aliran isyarat yang lebih rumit, penggunaan formula gandaan Mason
boleh membantu.

Rajah 7.8: Gambarajah blok dan graf aliran

7.8.1

Formula Gandaan Mason Sistem Kawalan
Formula gandaan Mason digunakan untuk mendapatkan rangkap pindah
keseluruhan sistem. Ia amat sesuai digunakan bagisistem yang rumit. Rangkap
pindah keseluruhan, P dinyatakan sebagai:
Rajah 7.7(c): Graf Aliran Isyarat Mewakili Gambarajah Blok
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 21

P=

Y (s)
1
=
X (s)
∆

∑P ∆
k

k

k=
1

di mana
Pk = gandaan laluan atau kehantara laluan hadapan ke-k

∆ = penentu graf

= 1 – (hasil jumlah semua gandaan gelung individu) + (jumlah hasil
darab gandaan semua gabungan dua gelung tak bersentuh yang
mungkin) – (jumlah hasil darab gandaan semua gabungan tiga
gelung tak bersentuh yang mungkin) + ...
= 1−

∑L

a

a

+ ∑Lb Lc +
b,c

∑L

d

Le L f +...

d , e, f

∑L

= hasil jumlah semua gandaan gelung individu

∑L L

= jumlah hasil darab gandaan semua gabungan dua

a

a

b

b,c

gelung tak bersentuh yang mungkin

∑L L L
d

d ,e, f

e

f

= jumlah hasil darab gandaan semua gabungan tiga
gelung tak bersentuh yang mungkin

∆k

= kofaktor penentu laluan ke depan ke-k graf dengan
gelung menyentuh laluan ke depan ke-k dikeluarkan,
iaitu, kofaktor ∆ k diperolehi daripada ∆ melalui
pembuangan gelung yang menyenangkan laluan Pk.

Contoh 7-9
Berpandukan gambarajah blok dan graf aliran isyarat sepadan dalam Rajah 7.7(d),
dapatkan rangkap pindah gelung tertutup C ( s ) / R ( s ) dengan menggunakan formula
gandaan Mason.
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 22

Rajah 7.7(d): Gambarajah Blok Dan Graf Aliran Isyarat Sepadan

Penyelesaian
Hanya terdapat satu laluan hadapan di antara C(s) dan R(s). Gandaan laluan hadapan
ialah

P = G1G2G3
1

Terdapat tiga gelung individu dalam graf aliran isyarat di atas. Gandaan gelung diberi
oleh

L1 = G1G2 H1
L2 = − 2G3 H 2
G
L2 = − 1G2G3
G

Oleh kerana kesemua gelung mempunyai cabang sepunya, penentu
oleh

∆di beri

∆ = 1 − ( L1 + L2 + L3 )
=1 − G1G2 H 1 + G2G3 H 2 + G1G2 G3

Kofaktor ∆ diperolehi daripada ∆dengan mengeluarkan gelung yang
1
menyentuh laluan P1 . Oleh kerana P1 menyentuh kesemua gelung, maka

∆1 = 1
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 23

Dengan demikian, rangkap pindah gelung tertutup diberi oleh

C ( s)
P∆
=P = 1 1
R( s)
∆

=

G1G2G3
1 − G1G2 H 1 + G2G3 H 2 + G1G2G3
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 24

AKTIVITI 7c
Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada
maklumbalas yang disediakan.
SOALAN 1
Apakah kaedah lain yang boleh digunakan untuk mendapatkan rangkap pindah sesuatu sistem selain graf
aliran isyarat?
_______________________________________
SOALAN 2
________________ adalah gambarajah yang mewakili satu set persamaan aljabar lelurus serentak.
SOALAN 3
Berdasarkan Jadual 7-5, padankan istilah-istilah berikut dengan definisi masing-masing.
ISTILAH

DEFINISI

GELUNG

A

Nod yang hanya mempunyai cabangcabang yang menuju ke arahnya

LALUAN HADAPAN

B

Laluan yang bermula dan berakhir pada
satu nod tanpa mengulang sebarang nod

NOD SINK

C

Gelung-gelung yang tidak berkongsi nod
sepunya

D

Hasil darab gandaan cabang terbabit

E

Gabungan cabang sehala dari punca ke
sink tanpa mengulang sebarang nod

F

Nod yang hanya mempunyai cabang
yang meninggalkannya

GANDAAN

NOD PUNCA

Contoh

Jadual 7-5
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 25

MAKLUMBALAS

1.

Pengurangan rajah blok

2.

Graf aliran isyarat ...

3.
ISTILAH
GELUNG
LALUAN HADAPAN
NOD SINK
GANDAAN
NOD PUNCA

DEFINISI
B
E
A
D (contoh)
F
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 26

PENILAIAN
KENDIRI

ANDA telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak
jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang
dengan pensyarah anda. Selamat mencuba semoga BERJAYA!!!.

1.

Pertimbangkan rangkap eksponen di bawah.

f (t ) = 0

= Ae

bagi t < 0
bagi t > 0

−αt

di mana A dan α adalah pemalar. Dengan menggunakan definisi transformasi Laplace dapatkan
rangkap eksponen tersebut.
2.

Dapatkan transformasi Laplace bagi rangkap tanjakan
f (t ) = u (t ) u (t ) = 0
; t<0
u (t ) = At
; t>0

3.

Dapatkan transformasi Laplace songsang untuk rangkap-rangkap F(s) di bawah ini. Gunakan
Jadual 7-1 untuk membantu anda.
2
i. F ( s ) =
( s +1)( s + 2)( s + 3)
ii.

4.
5.

F (s) =

s
( s +1)( s 2 + 4)
2

Nyatakan kebaikan perwakilan gambarajah blok bagi sesuatu sistem.
Dapatkan rangkap pindah bagi gambarajah 7-1a dan 7-1b di bawah.
i.

R(s)

G1

G2

G3

Gambarajah 7-1a

C(s)
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 27

ii.

G1
R(s)

C(s)

+
+
G2
Gambarajah 7-1b

6.

Dengan menggunakan teknik pengurangan rajah blok dapatkan rangkap pindah

C ( s)
bagi
R( s)

gambarajah 7-2 di bawah.

R(s)

+-

G1

G2

C(s)

+H1

H2

H3
Gambarajah 7-2
7.

Satu sistem kawalan diwakili oleh graf aliran isyarat dalam gambarajah 7-3 di bawah. Dapatkan
rangkap pindah keseluruhan sistem C(s)/R(s) dengan menggunakan formula gandaan Mason.

Gambarajah 7-3
RANGKAP PINDAH

E4141 / UNIT 7 / 28

MAKLUMBALAS
KENDIRI

[

]

∞

∞

1.

L Ae −αt = ∫ Ae −αt e −st dt = A∫ e −(α +s ) t dt =

2.

L[ At ] = ∫ Ate −st dt = At
0

=
3.

0

∞

0

−st

e
−s

∞
0

∞

−∫

0

A
s +α

Ae −st
dt
−s

A ∞ −st
A
∫0 e dt = s 2
s

i. f (t ) = e −t − e −2 t + e −3t
ii. f (t ) =

1
[cos t − cos 2t ]
3

4.

Kebaikan perwakilan gambarajah blok sistem terletak pada fakta bahawa adalah mudah
membentuk gambarajah blok keseluruhan untuk seluruh sistem hanya dengan menyambungkan
blok-blok komponen mengikut aliran isyarat dan adalah mungkin untuk menilai sumbangan setiap
komponen terhadap prestasi sistem.

5.

i.

C (s)
= G1G 2 G 3
R( s)

ii.

C (s)
= G1 + G 2
R( s)

6.

G1G 2
C (s)
=
R ( s ) (1 + G1 H 1 )(1 + G 2 H 2 ) + G1G 2 H 3

7.

G1G2 G3G4 G5 + G1G4 G5 G6 + G1G2 G7 (1 + G4 H 1 )
C (s)
=
R ( s ) 1 + G4 H 1 + G2 G7 H 2 + G4 G5 G6 H 2 + G2 G3G4 G5 H 2 + G2 G4 G7 H 1 H 2

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Laporan acara flip flop
Laporan acara flip flopLaporan acara flip flop
Laporan acara flip flopYuwan Kilmi
 
teorema thevenin
teorema theveninteorema thevenin
teorema theveninfaqihahkam
 
Laporan Praktikum Flip Flop
Laporan Praktikum Flip FlopLaporan Praktikum Flip Flop
Laporan Praktikum Flip FlopAnarstn
 
Penyederhanaan Karnaugh Map
Penyederhanaan Karnaugh MapPenyederhanaan Karnaugh Map
Penyederhanaan Karnaugh MapCheria Asyifa
 
Artikel Counter sinkron dan asinkron
Artikel Counter sinkron dan asinkronArtikel Counter sinkron dan asinkron
Artikel Counter sinkron dan asinkronIGustingurahKanha
 
Presentasi Sistem Digital - Flip Flop
Presentasi Sistem Digital - Flip FlopPresentasi Sistem Digital - Flip Flop
Presentasi Sistem Digital - Flip Flopsehatrepublik
 
Buku e analisis-rangkaian-listrik-jilid-2 (1)
Buku e analisis-rangkaian-listrik-jilid-2 (1)Buku e analisis-rangkaian-listrik-jilid-2 (1)
Buku e analisis-rangkaian-listrik-jilid-2 (1)kiplaywibley
 
Hidrolik dan Elektro-Hidrolik (Hydraulic and Electrical-Hidraulic)
Hidrolik dan Elektro-Hidrolik (Hydraulic and Electrical-Hidraulic)Hidrolik dan Elektro-Hidrolik (Hydraulic and Electrical-Hidraulic)
Hidrolik dan Elektro-Hidrolik (Hydraulic and Electrical-Hidraulic)gunawanzharfan
 
Komponen Komponen Elektronika Daya
Komponen Komponen Elektronika DayaKomponen Komponen Elektronika Daya
Komponen Komponen Elektronika Dayairfandwisetiadi
 
Menggunakan cx programmer
Menggunakan  cx programmerMenggunakan  cx programmer
Menggunakan cx programmerBonanza Pratama
 
Laporan 1 (adder circuit)
Laporan 1 (adder circuit)Laporan 1 (adder circuit)
Laporan 1 (adder circuit)Nasrudin Waulat
 
Transformasi Laplace
Transformasi LaplaceTransformasi Laplace
Transformasi Laplaceyusufbf
 
Shift register dan data direction
Shift register dan data directionShift register dan data direction
Shift register dan data directionrahardian24
 
perancangan filter BPF
perancangan filter BPFperancangan filter BPF
perancangan filter BPFsofyah annisaa
 
Dasar sistem telekomunikasi (modulasi)
Dasar sistem telekomunikasi (modulasi)Dasar sistem telekomunikasi (modulasi)
Dasar sistem telekomunikasi (modulasi)Fathan Hakim
 
Rangkaian Listrik
Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik
Rangkaian Listrik lindkw
 
Cara kerja rangkaian up counter dan down counter
Cara kerja rangkaian up counter dan down counterCara kerja rangkaian up counter dan down counter
Cara kerja rangkaian up counter dan down counterPT.goLom na
 
RL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASARL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASAMuhammad Dany
 

La actualidad más candente (20)

routh hurwitz
routh hurwitzrouth hurwitz
routh hurwitz
 
Laporan acara flip flop
Laporan acara flip flopLaporan acara flip flop
Laporan acara flip flop
 
teorema thevenin
teorema theveninteorema thevenin
teorema thevenin
 
Laporan Praktikum Flip Flop
Laporan Praktikum Flip FlopLaporan Praktikum Flip Flop
Laporan Praktikum Flip Flop
 
Penyederhanaan Karnaugh Map
Penyederhanaan Karnaugh MapPenyederhanaan Karnaugh Map
Penyederhanaan Karnaugh Map
 
Artikel Counter sinkron dan asinkron
Artikel Counter sinkron dan asinkronArtikel Counter sinkron dan asinkron
Artikel Counter sinkron dan asinkron
 
Presentasi Sistem Digital - Flip Flop
Presentasi Sistem Digital - Flip FlopPresentasi Sistem Digital - Flip Flop
Presentasi Sistem Digital - Flip Flop
 
Buku e analisis-rangkaian-listrik-jilid-2 (1)
Buku e analisis-rangkaian-listrik-jilid-2 (1)Buku e analisis-rangkaian-listrik-jilid-2 (1)
Buku e analisis-rangkaian-listrik-jilid-2 (1)
 
Hidrolik dan Elektro-Hidrolik (Hydraulic and Electrical-Hidraulic)
Hidrolik dan Elektro-Hidrolik (Hydraulic and Electrical-Hidraulic)Hidrolik dan Elektro-Hidrolik (Hydraulic and Electrical-Hidraulic)
Hidrolik dan Elektro-Hidrolik (Hydraulic and Electrical-Hidraulic)
 
Komponen Komponen Elektronika Daya
Komponen Komponen Elektronika DayaKomponen Komponen Elektronika Daya
Komponen Komponen Elektronika Daya
 
Menggunakan cx programmer
Menggunakan  cx programmerMenggunakan  cx programmer
Menggunakan cx programmer
 
Laporan 1 (adder circuit)
Laporan 1 (adder circuit)Laporan 1 (adder circuit)
Laporan 1 (adder circuit)
 
Transformasi Laplace
Transformasi LaplaceTransformasi Laplace
Transformasi Laplace
 
Shift register dan data direction
Shift register dan data directionShift register dan data direction
Shift register dan data direction
 
perancangan filter BPF
perancangan filter BPFperancangan filter BPF
perancangan filter BPF
 
Dasar sistem telekomunikasi (modulasi)
Dasar sistem telekomunikasi (modulasi)Dasar sistem telekomunikasi (modulasi)
Dasar sistem telekomunikasi (modulasi)
 
Rangkaian Listrik
Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik
Rangkaian Listrik
 
Cara kerja rangkaian up counter dan down counter
Cara kerja rangkaian up counter dan down counterCara kerja rangkaian up counter dan down counter
Cara kerja rangkaian up counter dan down counter
 
RL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASARL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASA
 
Get-get logik
Get-get logikGet-get logik
Get-get logik
 

Destacado

E4141 sistem kawalan 1 unit4
E4141 sistem kawalan 1 unit4E4141 sistem kawalan 1 unit4
E4141 sistem kawalan 1 unit4Asraf Malik
 
E4141 sistem kawalan 1 unit5
E4141 sistem kawalan 1 unit5E4141 sistem kawalan 1 unit5
E4141 sistem kawalan 1 unit5Asraf Malik
 
E4141 sistem kawalan 1 unit9
E4141 sistem kawalan 1 unit9E4141 sistem kawalan 1 unit9
E4141 sistem kawalan 1 unit9Asraf Malik
 
Basic Control System unit5
Basic Control System unit5Basic Control System unit5
Basic Control System unit5Asraf Malik
 
JF608: Quality Control - Unit 6
JF608: Quality Control - Unit 6JF608: Quality Control - Unit 6
JF608: Quality Control - Unit 6Asraf Malik
 
Basic Control System unit2
Basic Control System unit2Basic Control System unit2
Basic Control System unit2Asraf Malik
 
Basic Control System unit4
Basic Control System unit4Basic Control System unit4
Basic Control System unit4Asraf Malik
 
Basic Control System unit6
Basic Control System unit6Basic Control System unit6
Basic Control System unit6Asraf Malik
 
Basic Control System unit3
Basic Control System unit3Basic Control System unit3
Basic Control System unit3Asraf Malik
 
Basic Control System unit1
Basic Control System unit1Basic Control System unit1
Basic Control System unit1Asraf Malik
 
Classify Basic Microcontrollers Mengelaskan Mikropengawal Asas
Classify Basic  Microcontrollers Mengelaskan Mikropengawal Asas Classify Basic  Microcontrollers Mengelaskan Mikropengawal Asas
Classify Basic Microcontrollers Mengelaskan Mikropengawal Asas KEN KEN
 
Bab2 1komponenelektronik t2
Bab2 1komponenelektronik t2Bab2 1komponenelektronik t2
Bab2 1komponenelektronik t2diancz
 
Motor servo>>>)))))
Motor servo>>>)))))Motor servo>>>)))))
Motor servo>>>)))))KEN KEN
 
Kertas penerangan k1 motor arus terus
Kertas penerangan k1 motor arus terusKertas penerangan k1 motor arus terus
Kertas penerangan k1 motor arus terusSaidin Dahalan
 
Litar utama dan litar kawalan motor elektrik
Litar utama dan litar kawalan motor elektrikLitar utama dan litar kawalan motor elektrik
Litar utama dan litar kawalan motor elektrikSallehuddin Ismail
 
Bab 2 fungsi kawalan motor
Bab 2 fungsi kawalan motorBab 2 fungsi kawalan motor
Bab 2 fungsi kawalan motorLemon Sour
 

Destacado (18)

E4141 sistem kawalan 1 unit4
E4141 sistem kawalan 1 unit4E4141 sistem kawalan 1 unit4
E4141 sistem kawalan 1 unit4
 
E4141 sistem kawalan 1 unit5
E4141 sistem kawalan 1 unit5E4141 sistem kawalan 1 unit5
E4141 sistem kawalan 1 unit5
 
E4141 sistem kawalan 1 unit9
E4141 sistem kawalan 1 unit9E4141 sistem kawalan 1 unit9
E4141 sistem kawalan 1 unit9
 
Basic Control System unit5
Basic Control System unit5Basic Control System unit5
Basic Control System unit5
 
JF608: Quality Control - Unit 6
JF608: Quality Control - Unit 6JF608: Quality Control - Unit 6
JF608: Quality Control - Unit 6
 
Basic Control System unit2
Basic Control System unit2Basic Control System unit2
Basic Control System unit2
 
Basic Control System unit4
Basic Control System unit4Basic Control System unit4
Basic Control System unit4
 
Basic Control System unit6
Basic Control System unit6Basic Control System unit6
Basic Control System unit6
 
Basic Control System unit3
Basic Control System unit3Basic Control System unit3
Basic Control System unit3
 
Basic Control System unit1
Basic Control System unit1Basic Control System unit1
Basic Control System unit1
 
Classify Basic Microcontrollers Mengelaskan Mikropengawal Asas
Classify Basic  Microcontrollers Mengelaskan Mikropengawal Asas Classify Basic  Microcontrollers Mengelaskan Mikropengawal Asas
Classify Basic Microcontrollers Mengelaskan Mikropengawal Asas
 
Lab 5 star delta
Lab 5 star deltaLab 5 star delta
Lab 5 star delta
 
Bab2 1komponenelektronik t2
Bab2 1komponenelektronik t2Bab2 1komponenelektronik t2
Bab2 1komponenelektronik t2
 
Motor servo>>>)))))
Motor servo>>>)))))Motor servo>>>)))))
Motor servo>>>)))))
 
Kertas penerangan k1 motor arus terus
Kertas penerangan k1 motor arus terusKertas penerangan k1 motor arus terus
Kertas penerangan k1 motor arus terus
 
Jenis2 pghidup
Jenis2 pghidupJenis2 pghidup
Jenis2 pghidup
 
Litar utama dan litar kawalan motor elektrik
Litar utama dan litar kawalan motor elektrikLitar utama dan litar kawalan motor elektrik
Litar utama dan litar kawalan motor elektrik
 
Bab 2 fungsi kawalan motor
Bab 2 fungsi kawalan motorBab 2 fungsi kawalan motor
Bab 2 fungsi kawalan motor
 

Más de Asraf Malik

JF608: Quality Control - Unit 5
JF608: Quality Control - Unit 5JF608: Quality Control - Unit 5
JF608: Quality Control - Unit 5Asraf Malik
 
Mechanical Component and Maintenance
Mechanical Component and MaintenanceMechanical Component and Maintenance
Mechanical Component and MaintenanceAsraf Malik
 
JF608: Quality Control - Unit 4
JF608: Quality Control - Unit 4JF608: Quality Control - Unit 4
JF608: Quality Control - Unit 4Asraf Malik
 
JF608: Quality Control - Unit 3
JF608: Quality Control - Unit 3JF608: Quality Control - Unit 3
JF608: Quality Control - Unit 3Asraf Malik
 
JF608: Quality Control - Unit 2
JF608: Quality Control - Unit 2JF608: Quality Control - Unit 2
JF608: Quality Control - Unit 2Asraf Malik
 
JF608: Quality Control - Unit 1
JF608: Quality Control - Unit 1JF608: Quality Control - Unit 1
JF608: Quality Control - Unit 1Asraf Malik
 
Basic Control System unit0
Basic Control System unit0Basic Control System unit0
Basic Control System unit0Asraf Malik
 
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 7
MATERIAL TECHNOLOGY  - CHAPTER 7MATERIAL TECHNOLOGY  - CHAPTER 7
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 7Asraf Malik
 
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 8
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 8MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 8
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 8Asraf Malik
 
MATERIAL TECHNOLOGY 2 - CHAPTER 6
MATERIAL TECHNOLOGY 2 - CHAPTER 6MATERIAL TECHNOLOGY 2 - CHAPTER 6
MATERIAL TECHNOLOGY 2 - CHAPTER 6Asraf Malik
 
MATERIAL TECHNOLOGY : CHAPTER 5
MATERIAL TECHNOLOGY : CHAPTER 5MATERIAL TECHNOLOGY : CHAPTER 5
MATERIAL TECHNOLOGY : CHAPTER 5Asraf Malik
 
MATERIAL TECHNOLOGY 1: CHAPTER 4
MATERIAL TECHNOLOGY 1: CHAPTER 4MATERIAL TECHNOLOGY 1: CHAPTER 4
MATERIAL TECHNOLOGY 1: CHAPTER 4Asraf Malik
 
JF302: Material Technology, Chapter 3
JF302: Material Technology, Chapter 3JF302: Material Technology, Chapter 3
JF302: Material Technology, Chapter 3Asraf Malik
 
Material Technology: Chapter 2
Material Technology: Chapter 2Material Technology: Chapter 2
Material Technology: Chapter 2Asraf Malik
 
JF302 Material Technology: Chapter 1
JF302 Material Technology: Chapter 1JF302 Material Technology: Chapter 1
JF302 Material Technology: Chapter 1Asraf Malik
 
Workshop Technology 2, Chapter 6
Workshop Technology 2, Chapter 6Workshop Technology 2, Chapter 6
Workshop Technology 2, Chapter 6Asraf Malik
 
Workshop Technology 2, Chapter 5
Workshop Technology 2, Chapter 5Workshop Technology 2, Chapter 5
Workshop Technology 2, Chapter 5Asraf Malik
 
Workshop Technology, Chapter 4
Workshop Technology, Chapter 4Workshop Technology, Chapter 4
Workshop Technology, Chapter 4Asraf Malik
 
Workshop Technology 2, Chapter 3
Workshop Technology 2, Chapter 3Workshop Technology 2, Chapter 3
Workshop Technology 2, Chapter 3Asraf Malik
 
Workshop Technology 2, Chapter 2
Workshop Technology 2, Chapter 2Workshop Technology 2, Chapter 2
Workshop Technology 2, Chapter 2Asraf Malik
 

Más de Asraf Malik (20)

JF608: Quality Control - Unit 5
JF608: Quality Control - Unit 5JF608: Quality Control - Unit 5
JF608: Quality Control - Unit 5
 
Mechanical Component and Maintenance
Mechanical Component and MaintenanceMechanical Component and Maintenance
Mechanical Component and Maintenance
 
JF608: Quality Control - Unit 4
JF608: Quality Control - Unit 4JF608: Quality Control - Unit 4
JF608: Quality Control - Unit 4
 
JF608: Quality Control - Unit 3
JF608: Quality Control - Unit 3JF608: Quality Control - Unit 3
JF608: Quality Control - Unit 3
 
JF608: Quality Control - Unit 2
JF608: Quality Control - Unit 2JF608: Quality Control - Unit 2
JF608: Quality Control - Unit 2
 
JF608: Quality Control - Unit 1
JF608: Quality Control - Unit 1JF608: Quality Control - Unit 1
JF608: Quality Control - Unit 1
 
Basic Control System unit0
Basic Control System unit0Basic Control System unit0
Basic Control System unit0
 
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 7
MATERIAL TECHNOLOGY  - CHAPTER 7MATERIAL TECHNOLOGY  - CHAPTER 7
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 7
 
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 8
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 8MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 8
MATERIAL TECHNOLOGY - CHAPTER 8
 
MATERIAL TECHNOLOGY 2 - CHAPTER 6
MATERIAL TECHNOLOGY 2 - CHAPTER 6MATERIAL TECHNOLOGY 2 - CHAPTER 6
MATERIAL TECHNOLOGY 2 - CHAPTER 6
 
MATERIAL TECHNOLOGY : CHAPTER 5
MATERIAL TECHNOLOGY : CHAPTER 5MATERIAL TECHNOLOGY : CHAPTER 5
MATERIAL TECHNOLOGY : CHAPTER 5
 
MATERIAL TECHNOLOGY 1: CHAPTER 4
MATERIAL TECHNOLOGY 1: CHAPTER 4MATERIAL TECHNOLOGY 1: CHAPTER 4
MATERIAL TECHNOLOGY 1: CHAPTER 4
 
JF302: Material Technology, Chapter 3
JF302: Material Technology, Chapter 3JF302: Material Technology, Chapter 3
JF302: Material Technology, Chapter 3
 
Material Technology: Chapter 2
Material Technology: Chapter 2Material Technology: Chapter 2
Material Technology: Chapter 2
 
JF302 Material Technology: Chapter 1
JF302 Material Technology: Chapter 1JF302 Material Technology: Chapter 1
JF302 Material Technology: Chapter 1
 
Workshop Technology 2, Chapter 6
Workshop Technology 2, Chapter 6Workshop Technology 2, Chapter 6
Workshop Technology 2, Chapter 6
 
Workshop Technology 2, Chapter 5
Workshop Technology 2, Chapter 5Workshop Technology 2, Chapter 5
Workshop Technology 2, Chapter 5
 
Workshop Technology, Chapter 4
Workshop Technology, Chapter 4Workshop Technology, Chapter 4
Workshop Technology, Chapter 4
 
Workshop Technology 2, Chapter 3
Workshop Technology 2, Chapter 3Workshop Technology 2, Chapter 3
Workshop Technology 2, Chapter 3
 
Workshop Technology 2, Chapter 2
Workshop Technology 2, Chapter 2Workshop Technology 2, Chapter 2
Workshop Technology 2, Chapter 2
 

E4141 sistem kawalan 1 unit7

  • 1. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 1 OBJEKTI F Objektif Am : Memperkenalkan pelajar kepada transformasi Laplace dan mendapatkan rangkap pindah sistem Objektif Khusus      : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat: menjelaskan penggunaan transformasi Laplace mendefinisikan rangkap pindah mengaitkan hubungan transformasi Laplace dengan rangkap pindah menggunakan gambarajah blok bagi memperolehi rangkap pindah sistem menyelesaikan graf aliran isyarat bagi mendapatkan rangkap pindah sistem
  • 2. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 2 INPUT 7.0 PENGENALAN Dalam unit ini, kita akan diperkenalkan dengan takrifan transformasi Laplace dan syarat yang perlu dipenuhi untuk kewujudan transformasi Laplace serta penggunaanya bagi mendapatkan rangkap pindah sesebuah sistem. 7.1 Konsep Transformasi Laplace Transformasi Laplace merupakan kaedah yang digunakan dengan meluas dalam kejuruteraan kawalan. Ini disebabkan oleh keupayaannya dalam meyelesaikan persamaan pembeza dengan mudah. Transformasi Laplace merupakan teknik penyelesaian yang menukarkan persamaan pembeza dalam domain-t (masa) kepada persamaan algebra dalam domain-s (pembolehubah kompleks). Kita takrifkan di mana f (t ) = fungsi dalam domain masa s = pembolehubah kompleks F (s ) =Transformasi Laplace f (t ) Contoh 7-1 Diberi Dapatkan transformasi Laplace F(s), di mana f(t)=At
  • 3. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 3 Penyelesaian Kita ketahui kaedah kamilan bahagian demi bahagian; (1) Gantikan rangkap di atas ke dalam persamaan (1) Contoh 7-2 Dapatkan jelmaan Laplace bagi isyarat masukan rangkap langkah f (t ) = u (t ) u (t ) = 0 u (t ) = 1 ; t<0 ; t>0 Penyelesaian F ( s ) =∫ e −st dt [ f (t )] =∫ u (t )e −st dt ∞ ∞ 0 ∞ = ∫ 1e −st dt = 0 7.2 0 e −st s ∞ 0 = 1 s Teorem-teorem Transformasi Laplace Dalam menyelesaikan masalah yang melibatkan transformasi Laplace, kadangkala teorem-teorem berkaitan perlu digunakan. Setiap teorem ini mempunyai fungsinya yang tersendiri bergantung kepada aplikasi masing-masing.
  • 4. RANGKAP PINDAH 7.2.1 E4141 / UNIT 7 / 4 Teorem Pembezaan Nyata Teorem Pembezaan Nyata diberikan oleh Contoh 7-3 Diberi Dapatkan transformasi Laplace F(s) bagi fungsi f(t) di atas. Penyelesaian Menggunakan Teorem Pembeza Nyata, dua unsur pertama memberikan: Manakala unsur terakhir diperolehi dari takrifan transformasi Laplace yang memberikan: Dari keputusan ini tranformasi Laplace bagi persamaan f(t) diberi oleh:
  • 5. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 5 Menyelesaikan persamaan ini untuk F(s) akan memberikan jawapan seperti berikut: X ( s) = 7.2.2 F (s) [3s + 5](2) + [3](4) + 3s + 5 s + 7 3s 2 + 5s + 7 2 Teorem Pengamiran Nyata Teorem Pengamiran Nyata diberikan oleh Contoh 7-4 Diberi Dapatkan transformasi Laplace F(s) bagi fungsi f(t) di atas. (Panduan: Biarkan f (t ) = A(t ) ) Penyelesaian Untuk menyelesaikan maslah ini, kita perlu menggunakan teorem pengamiran nyata. Menggantikan F(s) dengan penyelesaian di dalam contoh 7-1, memberikan;
  • 6. RANGKAP PINDAH 7.2.3 E4141 / UNIT 7 / 6 Songsangan Transformasi Laplace Sekiranya transformasi Laplace F(s) bagi f(t) diketahui, kita boleh menggunakan songsangan transformasi Laplace (dari Jadual 7-1) untuk mendapatkan f(t). Dalam proses ini tiga kes perlu dipertimbangkan. 7.2.3.1 Punca-punca Persamaan Nyata dan Berbeza Contoh 7-5 Diberi Dapatkan rangkap untuk x(t) menggunakan songsangan transformasi Laplace. Penyelesaian Mengunakan “kaedah cover-up” kita perolehi: Sekarang gantikan nilai-nilai yang diperolehi ke dalam persamaan:
  • 7. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 7 Menggunakan Jadual 7-1, penyelesaian berikut akan diperolehi. 7.2.3.2 Punca-punca Persamaan Nyata dan Kompleks Contoh 7-6 Diberi Dapatkan rangkap untuk f(t) menggunakan songsangan transformasi Laplace. Penyelesaian Dapatkan punca-punca di bahagian pembawah persamaan. Oleh kerana, punca adalah nyata dan kompleks pendekatan melengkapkan kuasa perlu digunakan. Dari Jadual 7-1, kita ketahui;
  • 8. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 8 Sekarang kita perlu mengubah bahagian pengatas sepertimana berikut; Persamaan di atas juga boleh ditulis sebagai: Menggunakan Jadual 7-1, penyelesaian berikut akan diperolehi. 7.2.3.3 Punca-punca Persamaan Nyata dan Sama Contoh 7-7 Diberi Dapatkan rangkap untuk f(t) menggunakan songsangan transformasi Laplace. Penyelesaian Mula-mula faktorkan bahagian pembawah (andaikan punca-adalah nyata), bagi membolehkan “kaedah cover-up” digunakan. Oleh kerana punca-punca adalah sama, “kaedah cover-up” dilakukan seperti berikut:
  • 9. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 9 Dengan membezakan persamaan dan menggantikan s=-1: Gantikan nilai-nilai yang diperolehi dalam X(s) memberikan: Menggunakan Jadual 7-1, kita dapati:
  • 10. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 10 Jadual 7-1 : Pasangan Transformasi Laplace AKTIVITI 7a
  • 11. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 11 Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. SOALAN 1 Nyatakan kelebihan penggunaan transformasi Laplace dalam menyelesaikan persamaan kebezaan lelurus? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ SOALAN 2 Berikan takrifan bagi transformasi Laplace. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ SOALAN 3 Nyatakan DUA teorem-teorem transformasi Laplace yang anda ketahui. _____________________________ _____________________________ SOALAN 4 Persamaan di bawah adalah satu fungsi dalam domain-s. Dapatkan rangkap untuk f(t) menggunakan songsangan transformasi Laplace. F (s) = 2 ( s +1)( s + 2) MAKLUMBALAS 7a
  • 12. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 12 1. Dapat menyelesaikan persamaan pembeza dengan mudah 2 Transformasi Laplace bagi f (t ) ditakrifkan sebagai f (t ) = fungsi dalam domain masa s = pembolehubah kompleks F (s ) =Transformasi Laplace f (t ) 3. Teorem-teorem transformasi Laplace i. ii. iii. iv. Teorem pembezaan nyata Teorem pengamiran nyata Teorem nilai awal Teorem nilai akhir 4. F (s) = 2 ( s +1)( s + 2) 2 A B = + ( s + 1)( s + 2) s + 1 s + 2 2 s =−1 = 2 s+2 2 B= s =−2 = −2 s +1 2 2 F (s) = − s +1 s + 2 A= ∴ f (t ) = 2(e −t − e −2t ) (dari Jadual 7-1) INPUT
  • 13. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 13 Dalam input ini, pelajar akan diperkenalkan dengan gambarajah blok yang boleh mewakili sesuatu sistem dan seterusnya kaedah bagi mendapatkan rangkap pindah. 7.3 Gambarajah Blok Gambarajah blok merupakan perwakilan bergambar fungsi yang dilakukan oleh setiap komponen dan aliran isyarat. Ianya hanya memaparkan hubungan fungsi masukan dan keluaran sistem. X(s) Rangkap pindah G(s) Y(s) Rajah 7.3: Gambarajah blok 7.4 Takrif Rangkap Pindah Rangkap pindah ditakrifkan sebagai: Rangkap pindah, Y (s) = X (s) Transformasi Laplace isyarat keluaran Transformasi Laplace isyarat masukan dengan andaian semua keadaan awal adalah sifar. 5.1 Rangkap Pindah Gelung Buka Dan Gelung Tutup Secara ringkasnya, rangkap pindah gelung buka dan rangkap pindah gelung tutup dapat kita perhatikan sebagaimana yang ditunjukkan di dalam Jadual 7-2 di bawah.
  • 14. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 14 Jenis sistem Gambarajah Blok R(s) E(s) + B(s) Gelung buka C(s) G(s) H(s) Rangkap Pindah, C (s) R(s) C (s) R(s) = B(s) = G ( s) H ( s) E (s) Rajah 7.5 (a) Sistem gelung terbuka R(s) + B(s) E(s) - G(s) H(s) Gelung tutup Rajah 7.5 (b) Sistem gelung tertutup C(s) C ( s) =G ( s) E ( s) E ( s) = R( s ) −B( s ) = R ( s ) − H ( s )C ( s ) C ( s ) = G ( s )[ R ( s ) − H ( s )C ( s ) C ( s) G( s) ∴ = R( s) 1 +G ( s ) H ( s ) Jadual 7-2: Rangkap Pindah Gelung Buka Dan Gelung Tutup 7.6 Pengurangan Gambarajah Blok Pengurangan gambarajah blok merupakan antara teknik yang boleh kita gunakan untuk mendapatkan rangkap pindah. Blok-blok boleh disambungkan secara siri jika keluaran satu blok tidak memberi kesan terhadap blok sebelumnya. Manakala sebarang bilangan blok terlata boleh digabungkan kepada blok tunggal. Penggabungan blok-blok ini dapat dilihat dalam Jadual 7-3. Jenis Siri Selari Suap balik positif Rajah Blok Rajah Blok Setara
  • 15. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 15 Suap balik negatif Jadual 7-3: Pengurangan Gambarajah Blok Jadual 7-4: Aturan Aljabar Gambarajah Blok Gambarajah blok yang lebih kompleks dan melibatkan banyak gelung suapbalik juga boleh dipermudahkan secara berperingkat dengan berpandukan aturan yang diberikan dalam Jadual 74. Contoh 7-8 Permudahkan rajah di bawah dengan menggunakan teknik pengurangan gambarajah blok. Seterusnya dapatkan rangkap pindah bagi sistem tersebut. H C(s) 1 G +- H R(s) ++ 2 Penyelesaian Mula-mula, alihkan titik cabang yang laluan yang melibatkan H 1 keluar gelung yang melibatkan H2 , seperti rajah (a). Kemudian hapuskan dua gelung tersebut menghasilkan rajah (b). Gabungan dua blok terlata menghasilkan rajah (c). H1 G (a) C(s) +- R(s) H2 (b) C(s) (c) ++ G G 1 + GH 2 C(s) G + H1 1 + GH 2 H 1+ 1 G R(s) R(s)
  • 16. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 /16 AKTIVITI 7b
  • 17. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 17 Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. SOALAN 1 Berikan definisi rangkap pindah __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ SOALAN 2 Apakah yang dimaksudkan dengan gambarajah blok? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ SOALAN 3 Berpandukan gambarajah 7.5(b), dapatkan rangkap pindah gelung buka dan rangkap pindah suapdepan. SOALAN 4 Berikan aljabar bagi y berdasarkan gambarajah di bawah. x1 x2 + + y Rajah 7.6: Aljabar rajah blok MAKLUMBALAS 7b
  • 18. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 18 1. Rangkap pindah di definisikan sebagai nisbah jelmaan Laplace keluaran kepada jelmaan Laplace masukan 2. Gambarajah blok ialah suatu sistem yang merupakan perwakilan bergambar fungsi yang dilakukan oleh setiap komponen dan aliran isyarat. 3. Rangkap pindah gelung buka = Rangkap pindah suapdepan 4. = B(s) = G ( s) H ( s) E (s) C ( s) = G(s) E ( s) y = x x + x2 INPUT
  • 19. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 19 Satu lagi teknik untuk mendapatkan rangkap pindah ialah menggunakan graf aliran isyarat. Kedua-dua teknik yang dibincangkan memberikan maklumat yang sama dan masing-masing tidak melebihi antara satu sama lain. 6.7 Graf Aliran Isyarat Sebagaimana rajah blok, graf aliran isyarat menunjukkan hubungan di antara masukan dan keluaran sistem. Rajah 7.7(a) menunjukkan bentuk termudah graf aliran isyarat bagi suatu sistem. X(s) G(s) Y(s) Rajah 7.7(a): Graf Aliran Isyarat Dalam graf aliran isyarat, pembolehubah diwakili oleh nod dan gandaan diwakili oleh cabang sehala. Hubungan pembolehubah sistem ialah: Y ( s ) =G ( s ) X ( s ) Anak panah pada cabang sehala menunjukkan arah aliran isyarat. Ia menyatakan persandaran Y(s) pada X(s) dan bukan sebaliknya. Oleh itu Y(s) ialah keluaran yang dihasilkan oleh masukan X(s) dan sistem G(s). X a b c d e Y g Rajah 7.7(b): Graf Dengan merujuk kepada Rajah aliran isyarat ditakrifkan seperti berikut. i. ii. iii. iv. v. vi. j i Aliran Isyarat 7.7(b), beberapa istilah utama dalam pewakilan graf Nod punca ialah nod yang hanya mempunyai cabang yang meninggalkannya. Nod X ialah contoh nod punca. Nod sink ialah nod yang hanya mempunyai cabang-cabang yang menuju ke arahnya. Nod Y ialah contoh nod sink. Gandaan laluan ialah hasil darab gandaan cabang terbabit. Laluan ke hadapan ialah gabungan cabang sehala dari punca ke sink tanpa mengulang sebarang nod. Contoh laluan ke hadapan ialah a,b,c,d,e dan a,b,g,d,e. Gelung ialah laluan yang bermula dan berakhir pada satu nod tanpa mengulang sebarang nod. Contoh-contoh gelung ialah bf, dh, j, bcdi dan bgdi. Gelung-gelung yang tidak bersentuh ialah gelung-gelung yang tidak berkongsi nod sepunya. Gelung fb tidak menyentuh gelung hd dan gelung j.
  • 20. RANGKAP PINDAH 7.8 E4141 / UNIT 7 / 20 Graf aliran isyarat bagi sistem kawalan Beberapa graf aliran isyarat bagi sistem kawalan yang mudah ditunjukkan dalam Rajah 7.7(c). Untuk graf-graf sedemikian, rangkap pindah gelung tutup C(s)/R(s) [atau C(s)/N(s)] boleh diperolehi secara pemeriksaan. Bagi graf aliran isyarat yang lebih rumit, penggunaan formula gandaan Mason boleh membantu. Rajah 7.8: Gambarajah blok dan graf aliran 7.8.1 Formula Gandaan Mason Sistem Kawalan Formula gandaan Mason digunakan untuk mendapatkan rangkap pindah keseluruhan sistem. Ia amat sesuai digunakan bagisistem yang rumit. Rangkap pindah keseluruhan, P dinyatakan sebagai: Rajah 7.7(c): Graf Aliran Isyarat Mewakili Gambarajah Blok
  • 21. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 21 P= Y (s) 1 = X (s) ∆ ∑P ∆ k k k= 1 di mana Pk = gandaan laluan atau kehantara laluan hadapan ke-k ∆ = penentu graf = 1 – (hasil jumlah semua gandaan gelung individu) + (jumlah hasil darab gandaan semua gabungan dua gelung tak bersentuh yang mungkin) – (jumlah hasil darab gandaan semua gabungan tiga gelung tak bersentuh yang mungkin) + ... = 1− ∑L a a + ∑Lb Lc + b,c ∑L d Le L f +... d , e, f ∑L = hasil jumlah semua gandaan gelung individu ∑L L = jumlah hasil darab gandaan semua gabungan dua a a b b,c gelung tak bersentuh yang mungkin ∑L L L d d ,e, f e f = jumlah hasil darab gandaan semua gabungan tiga gelung tak bersentuh yang mungkin ∆k = kofaktor penentu laluan ke depan ke-k graf dengan gelung menyentuh laluan ke depan ke-k dikeluarkan, iaitu, kofaktor ∆ k diperolehi daripada ∆ melalui pembuangan gelung yang menyenangkan laluan Pk. Contoh 7-9 Berpandukan gambarajah blok dan graf aliran isyarat sepadan dalam Rajah 7.7(d), dapatkan rangkap pindah gelung tertutup C ( s ) / R ( s ) dengan menggunakan formula gandaan Mason.
  • 22. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 22 Rajah 7.7(d): Gambarajah Blok Dan Graf Aliran Isyarat Sepadan Penyelesaian Hanya terdapat satu laluan hadapan di antara C(s) dan R(s). Gandaan laluan hadapan ialah P = G1G2G3 1 Terdapat tiga gelung individu dalam graf aliran isyarat di atas. Gandaan gelung diberi oleh L1 = G1G2 H1 L2 = − 2G3 H 2 G L2 = − 1G2G3 G Oleh kerana kesemua gelung mempunyai cabang sepunya, penentu oleh ∆di beri ∆ = 1 − ( L1 + L2 + L3 ) =1 − G1G2 H 1 + G2G3 H 2 + G1G2 G3 Kofaktor ∆ diperolehi daripada ∆dengan mengeluarkan gelung yang 1 menyentuh laluan P1 . Oleh kerana P1 menyentuh kesemua gelung, maka ∆1 = 1
  • 23. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 23 Dengan demikian, rangkap pindah gelung tertutup diberi oleh C ( s) P∆ =P = 1 1 R( s) ∆ = G1G2G3 1 − G1G2 H 1 + G2G3 H 2 + G1G2G3
  • 24. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 24 AKTIVITI 7c Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. SOALAN 1 Apakah kaedah lain yang boleh digunakan untuk mendapatkan rangkap pindah sesuatu sistem selain graf aliran isyarat? _______________________________________ SOALAN 2 ________________ adalah gambarajah yang mewakili satu set persamaan aljabar lelurus serentak. SOALAN 3 Berdasarkan Jadual 7-5, padankan istilah-istilah berikut dengan definisi masing-masing. ISTILAH DEFINISI GELUNG A Nod yang hanya mempunyai cabangcabang yang menuju ke arahnya LALUAN HADAPAN B Laluan yang bermula dan berakhir pada satu nod tanpa mengulang sebarang nod NOD SINK C Gelung-gelung yang tidak berkongsi nod sepunya D Hasil darab gandaan cabang terbabit E Gabungan cabang sehala dari punca ke sink tanpa mengulang sebarang nod F Nod yang hanya mempunyai cabang yang meninggalkannya GANDAAN NOD PUNCA Contoh Jadual 7-5
  • 25. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 25 MAKLUMBALAS 1. Pengurangan rajah blok 2. Graf aliran isyarat ... 3. ISTILAH GELUNG LALUAN HADAPAN NOD SINK GANDAAN NOD PUNCA DEFINISI B E A D (contoh) F
  • 26. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 26 PENILAIAN KENDIRI ANDA telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Selamat mencuba semoga BERJAYA!!!. 1. Pertimbangkan rangkap eksponen di bawah. f (t ) = 0 = Ae bagi t < 0 bagi t > 0 −αt di mana A dan α adalah pemalar. Dengan menggunakan definisi transformasi Laplace dapatkan rangkap eksponen tersebut. 2. Dapatkan transformasi Laplace bagi rangkap tanjakan f (t ) = u (t ) u (t ) = 0 ; t<0 u (t ) = At ; t>0 3. Dapatkan transformasi Laplace songsang untuk rangkap-rangkap F(s) di bawah ini. Gunakan Jadual 7-1 untuk membantu anda. 2 i. F ( s ) = ( s +1)( s + 2)( s + 3) ii. 4. 5. F (s) = s ( s +1)( s 2 + 4) 2 Nyatakan kebaikan perwakilan gambarajah blok bagi sesuatu sistem. Dapatkan rangkap pindah bagi gambarajah 7-1a dan 7-1b di bawah. i. R(s) G1 G2 G3 Gambarajah 7-1a C(s)
  • 27. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 27 ii. G1 R(s) C(s) + + G2 Gambarajah 7-1b 6. Dengan menggunakan teknik pengurangan rajah blok dapatkan rangkap pindah C ( s) bagi R( s) gambarajah 7-2 di bawah. R(s) +- G1 G2 C(s) +H1 H2 H3 Gambarajah 7-2 7. Satu sistem kawalan diwakili oleh graf aliran isyarat dalam gambarajah 7-3 di bawah. Dapatkan rangkap pindah keseluruhan sistem C(s)/R(s) dengan menggunakan formula gandaan Mason. Gambarajah 7-3
  • 28. RANGKAP PINDAH E4141 / UNIT 7 / 28 MAKLUMBALAS KENDIRI [ ] ∞ ∞ 1. L Ae −αt = ∫ Ae −αt e −st dt = A∫ e −(α +s ) t dt = 2. L[ At ] = ∫ Ate −st dt = At 0 = 3. 0 ∞ 0 −st e −s ∞ 0 ∞ −∫ 0 A s +α Ae −st dt −s A ∞ −st A ∫0 e dt = s 2 s i. f (t ) = e −t − e −2 t + e −3t ii. f (t ) = 1 [cos t − cos 2t ] 3 4. Kebaikan perwakilan gambarajah blok sistem terletak pada fakta bahawa adalah mudah membentuk gambarajah blok keseluruhan untuk seluruh sistem hanya dengan menyambungkan blok-blok komponen mengikut aliran isyarat dan adalah mungkin untuk menilai sumbangan setiap komponen terhadap prestasi sistem. 5. i. C (s) = G1G 2 G 3 R( s) ii. C (s) = G1 + G 2 R( s) 6. G1G 2 C (s) = R ( s ) (1 + G1 H 1 )(1 + G 2 H 2 ) + G1G 2 H 3 7. G1G2 G3G4 G5 + G1G4 G5 G6 + G1G2 G7 (1 + G4 H 1 ) C (s) = R ( s ) 1 + G4 H 1 + G2 G7 H 2 + G4 G5 G6 H 2 + G2 G3G4 G5 H 2 + G2 G4 G7 H 1 H 2