Sistem Kendali Loop Terbuka (Open-Loop)

Konfigurasi loop terbuka tidak mengawasi atau mengukur keadaan sinyal outputnya alasannya merupakan tidak ada umpan balik (feedback).

Dalam bimbingan sebelumnya mengenai Sistem Elektronik, kami menyaksikan bahwa sebuah metode sanggup didefinisikan selaku kumpulan subsistem yang mengarahkan atau mengendalikan sinyal input untuk menciptakan keadaan output yang diinginkan.

Fungsi dari setiap metode elektronik merupakan untuk secara otomatis menertibkan output dan menyimpannya dalam nilai input atau "set point" metode yang diinginkan. Jika input metode berganti alasannya merupakan argumentasi apa pun, output metode mesti merespons sesuai dan menggantinya sendiri untuk merefleksikan nilai input baru.

Demikian juga, jikalau terjadi sesuatu yang mengusik output metode tanpa pergantian pada nilai input, output mesti merespons dengan kembali ke nilai yang ditetapkan sebelumnya. Di masa lalu, metode kendali listrik intinya merupakan manual atau apa yang disebut Sistem Loop Terbuka dengan sungguh sedikit fitur kendali otomatis atau umpan balik yang dibangun untuk menertibkan variabel proses sehingga sanggup menjaga tingkat atau nilai output yang diinginkan.

Misalnya, pengering busana listrik. Tergantung pada jumlah busana atau seberapa lembap mereka, pengguna atau operator akan menertibkan timer (pengontrol) untuk menyampaikan 30 menit dan pada final 30 menit pengering akan secara otomatis berhenti dan mati walaupun busana di mana masih lembap atau lembab. Dalam hal ini, langkah-langkah kendali merupakan operator manual yang menganggap kebasahan busana dan menertibkan prosesnya (pengering).

Kaprikornus dalam pola ini, pengering busana akan menjadi metode loop terbuka alasannya merupakan tidak mengawasi atau mengukur keadaan sinyal output, yang merupakan kekeringan pakaian. Maka keakuratan proses pengeringan, atau kesuksesan mengeringkan busana akan tergantung pada pengalaman pengguna (operator).

Namun, pengguna sanggup menyesuaikan atau menyempurnakan proses pengeringan metode kapan saja dengan memperbesar atau menghemat waktu pengontrol waktu pengeringan, jikalau mereka berpikir bahwa proses pengeringan orisinil tidak akan terpenuhi. Misalnya, memperbesar pengontrol waktu sampai 40 menit untuk memperpanjang proses pengeringan. Pertimbangkan diagram blok loop terbuka berikut.

Sistem Pengeringan Loop Terbuka

Kemudian sistem loop terbuka, juga disebut selaku metode non-umpan balik (non-feedback), merupakan jenis metode kendali kontinu di mana output tak punya imbas atau imbas pada langkah-langkah kendali sinyal input. Dengan kata lain, dalam metode kendali loop terbuka, output tidak diukur atau “diumpankan kembali” untuk ketimbang input. Oleh alasannya merupakan itu, metode loop terbuka diharapkan dengan setia mengikuti perintah input atau set point-nya terlepas dari hasil akhirnya.

Juga, metode loop terbuka tak punya wawasan mengenai keadaan output sehingga tidak sanggup memperbaiki sendiri kesalahan yang dapat terjadi saat nilai preset melayang, bahkan jikalau ini menciptakan penyimpangan besar dari nilai preset.

Kerugian lain dari metode loop terbuka merupakan bahwa mereka tidak dilengkapi dengan baik untuk mengatasi gangguan atau pergantian keadaan yang sanggup menghemat kemampuannya untuk menyelesaikan kiprah yang diinginkan. Misalnya, pintu pengering terbuka dan panas hilang. Pengontrol waktu terus berlanjut terlepas selama 30 menit sarat namun busana tidak dipanaskan atau dikeringkan pada final proses pengeringan. Ini alasannya merupakan tidak ada informasi yang diumpankan untuk menjaga suhu konstan.

Kemudian kita sanggup menyaksikan bahwa kesalahan metode loop terbuka sanggup mengusik proses pengeringan dan karenanya memerlukan perhatian pengawas embel-embel dari pengguna (operator). Masalah dengan pendekatan kendali antisipatif ini merupakan bahwa pengguna perlu sering menyaksikan suhu proses dan mengambil langkah-langkah kendali korektif setiap kali proses pengeringan menyimpang dari nilai yang dikehendaki dari pengeringan pakaian. Jenis kendali loop terbuka manual yang bereaksi sebelum kesalahan bekerjsama terjadi disebut Feed forward Control.

Tujuan dari kendali umpan maju, juga dipahami selaku kendali prediktif, merupakan untuk mengukur atau memprediksi gangguan loop terbuka yang potensial dan mengkompensasinya secara manual sebelum variabel terkontrol menyimpang terlalu jauh dari titik setel semula. Kaprikornus untuk pola sederhana kami di atas, jikalau pintu pengering terbuka maka akan terdeteksi dan ditutup sehingga proses pengeringan berlanjut.

Jika dipraktekkan dengan benar, penyimpangan dari busana lembap ke busana kering pada final 30 menit akan menjadi minimal jikalau pengguna merespon suasana kesalahan (pintu terbuka) dengan sungguh cepat. Namun, pendekatan umpan maju ini mungkin tidak sepenuhnya akurat jikalau metode berubah, umpamanya penurunan suhu pengeringan tidak diamati selama proses 30 menit.

Kemudian kita sanggup mendefinisikan karakteristik utama dari "sistem loop terbuka" sebagai:

• Tidak ada perbandingan antara nilai faktual dan yang diinginkan.
• Sistem loop terbuka tak punya pengaturan diri atau langkah-langkah kendali atas nilai output.
• Setiap pengaturan input menyeleksi posisi operasi tetap untuk pengontrol.
• Perubahan atau gangguan dalam keadaan eksternal tidak menciptakan pergantian output pribadi (kecuali jikalau pengaturan pengontrol diubah secara manual).

Setiap metode loop terbuka sanggup direpresentasikan selaku beberapa blok bertingkat dalam rangkaian atau diagram blok tunggal dengan input dan output. Diagram blok metode loop terbuka menampilkan bahwa jalur sinyal dari input ke output mewakili jalur linier tanpa loop umpan balik dan untuk semua jenis metode kendali input diberikan penandaan θi dan output θo.

Secara umum, kita tidak perlu memanipulasi diagram blok loop terbuka untuk mengkalkulasikan fungsi transfer yang sebenarnya. Kita cuma sanggup menuliskan hubungan atau persamaan yang sempurna dari setiap diagram blok, dan kemudian mengkalkulasikan fungsi transfer final dari persamaan ini menyerupai yang ditunjukkan.

Sistem Loop Terbuka

Fungsi Transfer dari masing-masing blok adalah:

Fungsi transfer keseluruhan diberikan sebagai:

Kemudian Gain Open-loop diberikan cuma sebagai:

Ketika G merupakan Fungsi Transfer dari metode atau subsistem, ia sanggup ditulis ulang sebagai: G (s) = θo (s)/θi (s)

Sistem kendali loop terbuka sering digunakan dengan proses yang memerlukan urutan insiden dengan derma sinyal "ON-OFF". Misalnya mesin basuh yang mewajibkan air untuk dinyalakan "ON" dan kemudian saat sarat diaktifkan "OFF" dibarengi oleh komponen penghangat yang dinyalakan "ON" untuk memanaskan air dan kemudian pada suhu yang cocok diaktifkan "OFF", dan seterusnya.

Jenis kendali loop terbuka "ON-OFF" ini cocok untuk metode di mana pergantian beban terjadi secara lambat dan proses kerjanya sungguh lambat, sehingga diperlukan pergantian yang jarang terjadi pada langkah-langkah kendali oleh operator.

Ringkasan Sistem Kontrol Loop Terbuka

Kita sudah menyaksikan bahwa pengontrol sanggup memanipulasi inputnya untuk mendapat imbas yang dikehendaki pada output sebuah sistem. Salah satu jenis metode kendali di mana output tak punya imbas atau imbas pada langkah-langkah kendali sinyal input disebut sistem loop terbuka.

Sistem loop terbuka didefinisikan oleh fakta bahwa sinyal atau keadaan output tidak diukur atau “diumpankan” untuk perbandingan dengan sinyal input atau titik setel sistem. Oleh alasannya merupakan itu metode loop terbuka biasanya disebut selaku "sistem non-umpan balik".

Juga, alasannya merupakan metode loop terbuka tidak menggunakan umpan balik (feedback) untuk menyeleksi apakah output yang diperlukan tercapai, itu "mengasumsikan" bahwa tujuan yang dikehendaki dari input sukses alasannya merupakan tidak sanggup memperbaiki kesalahan yang dibuatnya, sehingga tidak sanggup mengkompensasi setiap gangguan eksternal ke sistem.

Kontrol Motor Loop Terbuka

Kaprikornus misalnya, anggap pengontrol motor DC menyerupai yang ditunjukkan. Kecepatan putaran motor akan tergantung pada tegangan yang disupply ke amplifier (pengontrol) oleh potensiometer. Nilai tegangan input bisa sepadan dengan posisi potensiometer.

Jika Potensiometer dipindahkan ke kepingan atas resistansi, tegangan positif maksimum akan diberikan ke penguat (amplifier) yang mewakili kecepatan penuh. Demikian juga, jikalau wiper potensiometer dipindahkan ke kepingan bawah resistansi, tegangan nol akan disupply mewakili kecepatan yang sungguh lambat atau berhenti.

Kemudian posisi slider potensiometer mewakili input, θi yang diperkuat oleh amplifier (pengontrol) untuk menggerakkan motor DC (proses) pada kecepatan yang ditetapkan N yang mewakili output, θo dari sistem. Motor akan terus berputar pada kecepatan tetap yang diputuskan oleh posisi potensiometer.

Karena jalur sinyal dari input ke output merupakan jalur pribadi yang tidak membentuk kepingan dari loop apa pun, gain keseluruhan metode akan nilai-nilai berjenjang dari gain individu dari potensiometer, amplifier, motor dan beban. Jelas dikehendaki bahwa kecepatan output motor mesti identik dengan posisi potensiometer, menyediakan gain keseluruhan metode selaku kesatuan.

Namun, gain individu dari potensiometer, penguat dan motor sanggup beraneka ragam dari waktu ke waktu dengan pergantian tegangan atau suhu supply, atau beban motor sanggup meningkat yang mewakili gangguan eksternal ke metode kendali motor loop terbuka.

Tetapi pengguna pada karenanya akan menyadari pergantian dalam kinerja metode (perubahan dalam kecepatan motor) dan sanggup memperbaikinya dengan memperbesar atau menghemat sinyal input potensiometer sesuai untuk menjaga kecepatan orisinil atau yang diinginkan.

Keuntungan dari jenis "kontrol motor loop terbuka" ini merupakan bahwa itu mempunyai potensi murah dan sederhana untuk dipraktekkan menjadikannya ideal untuk digunakan dalam metode yang didefinisikan dengan baik merupakan hubungan antara input dan output pribadi dan tidak dipengaruhi oleh gangguan luar. Sayangnya metode loop terbuka jenis ini tidak mencukupi alasannya merupakan kombinasi atau gangguan pada metode mempengaruhi kecepatan motor. Maka diperlukan bentuk kendali lain.

Dalam bimbingan berikutnya mengenai Sistem Elektronik, kita akan menyaksikan imbas mengumpankan kembali beberapa sinyal output ke input sehingga kendali metode didasarkan pada perbedaan antara nilai faktual dan yang diinginkan. Jenis metode kendali elektronik ini disebut Kontrol Loop Tertutup.