Language
Country/Area
No result found
ari Tradisional ke Modern: Bagaimana Desain Berbasis Model Merevolusi Pengembangan Sistem Kontro
Dalam bidang teknologi yang berubah dengan cepat, desain berbasis model (MBD) menyediakan solusi untuk merancang kontrol yang kompleks, pemrosesan sinyal, dan sistem komunikasi dengan metode matematika dan visualnya. Metode desain ini telah banyak digunakan dalam banyak bidang aplikasi seperti peralatan industri, kedirgantaraan, dan otomotif, yang menunjukkan bahwa metode ini telah membawa perubahan signifikan pada desain perangkat lunak tertanam.
Desain berbasis model menyediakan kerangka kerja umum yang efisien yang memfasilitasi komunikasi di seluruh proses desain sekaligus mendukung siklus pengembangan (V-Model).
Sementara metode desain tradisional sering kali bergantung pada struktur yang kompleks dan kode yang rumit, desain berbasis model memungkinkan desainer untuk menggunakan blok pemodelan kontinu dan diskrit untuk menentukan model pabrik dengan properti fungsional yang canggih. Model-model ini, dibantu oleh alat simulasi, dapat memajukan proses pembuatan prototipe cepat, pengujian perangkat lunak, dan verifikasi. Hal ini tidak hanya meningkatkan proses pengujian dan verifikasi, tetapi juga memungkinkan penggunaan simulasi perangkat keras untuk memeriksa efek dinamis sistem dengan cara yang lebih cepat dan lebih efisien.
Sejarah
Sejarah desain berbasis model berawal dari tahun 1920-an, ketika dua aspek teknik teori kontrol dan sistem kontrol bergabung untuk memungkinkan sistem terintegrasi berskala besar. Pada awalnya, sistem kontrol terutama digunakan dalam pengaturan industri, dengan fasilitas proses besar mulai menggunakan pengontrol proses untuk mengatur variabel kontinu seperti suhu, tekanan, dan aliran. Jaringan panel patch relai listrik adalah salah satu perangkat kontrol diskret pertama yang mengotomatiskan seluruh proses manufaktur.
Pada akhir abad ke-20, sistem kontrol tertanam ada di mana-mana, dan peralatan rumah tangga seperti mesin cuci dan AC berisi algoritma kontrol yang kompleks dan canggih, sehingga membuatnya lebih "cerdas."
Pada tahun 1950-an dan 1960-an, munculnya teknik kedirgantaraan mendorong pengembangan sistem kontrol tertanam, dan para insinyur mulai membangun sistem kontrol termasuk unit kontrol mesin dan simulator penerbangan. Kontroler berbasis komputer pertama diperkenalkan pada tahun 1969. Kontroler logika terprogram (PLC) awal ini mensimulasikan teknologi kontrol diskrit yang ada menggunakan tangga relai yang sudah ketinggalan zaman. Pasar kontrol telah mengalami perubahan drastis dengan munculnya teknologi PC, di mana komputer desktop biasa dapat menjalankan seluruh unit proses dan menjalankan algoritma PID yang kompleks atau digunakan sebagai sistem kontrol terdesentralisasi (DCS).
Langkah-langkah utama desain berbasis model
Langkah-langkah utama desain berbasis model meliputi:
- Pemodelan Pabrik:Pemodelan pabrik dapat didorong oleh data atau berdasarkan prinsip-prinsip dasar. Pemodelan pabrik berbasis data menggunakan teknik identifikasi sistem untuk mengidentifikasi model pabrikdengan memperoleh dan memproses data mentah dari sistem nyata.
- Analisis dan sintesis pengontrol: Gunakan model matematika yang diperoleh dalam pemodelan pabrik untuk mengidentifikasi karakteristik dinamis model pabrik, lalu sintesiskan pengontrol berdasarkan karakteristik ini.
- Simulasi offline vs. simulasi waktu nyata: Pelajari respons waktu sistem dinamis dengan mensimulasikan model linier invarian waktu atau nonlinier sederhana. Simulasi waktu nyata dapat dilakukan dengan kode pengontrol yang dibuat secara otomatis.
- Penerapan: Idealnya, langkah ini dilakukan dengan membuat kode dari pengontrol yang dikembangkan dan melakukan debugging secara berulang. Alat desain berbasis model memungkinkan iterasi ini terjadi dalam lingkungan visual yang terpadu.
Kelebihan dan kekurangan
Kekurangan dari desain berbasis model meliputi:
- Pendekatan ini sering kali merupakan solusi yang cocok untuk semua orang dan tidak dapat disesuaikan untuk situasi tertentu.
- Tantangan kontrol versi, kurangnya alat berkualitas tinggi untuk mengelola versi, terutama untuk menangani perbedaan dan operasi penggabungan, dapat menyebabkan kesulitan manajemen.
Namun, desain berbasis model masih memiliki beberapa kelebihan yang tidak dapat diabaikan:
- Menyediakan lingkungan desain umum untuk meningkatkan komunikasi dan verifikasi sistem antara berbagai tim pengembangan.
- Kegunaan ulang desain ditingkatkan, sehingga lebih mudah untuk meningkatkan pemutakhiran dan sistem turunan.
Alat pemodelan grafis dirancang untuk meningkatkan efisiensi desain, menyederhanakan model yang rumit menjadi struktur hierarkis blok desain individual, sehingga proses desain menjadi tidak terlalu rumit.
Dengan munculnya alat modern seperti Simulink dan LabVIEW, desain berbasis model menjadi semakin populer dalam pengembangan sistem kontrol. Apakah ini berarti bahwa desain masa depan akan bergantung pada hal ini?
