PERANCANGAN SISTEM KONTROL BERBASIS...

1

PERANCANGAN SISTEM KONTROL BERBASIS LOGIKA FUZZY PADA KAPAL NIAGA UNTUK

MENGHINDARI BENDA ASING DI PERAIRAN TANJUNG PERAK

(Anita Faruchi, Dr. Ir. Aulia Siti Aisyah, MT., Dr. Ir. A. A. Masroeri, M.Eng.)

Jurusan Teknik Fisika – Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Kampus ITS, Keputih – Sukolilo, Surabaya 60111

Email : [email protected]

Abstrak

Benda asing baik terapung maupun yang ada di dasar laut, dapat mempengaruhi kecelakaan. Untuk itu diperlukan

adanya sistem pengendalian pada manuvering kapal untuk menghindari benda asing di perairan Tanjung Perak. Benda

asing yang dimaksud adalah jaring-jaring ikan, batu karang, bangkai kapal dan kapal nelayan. Setpoint sistem

pengendalian pada penelitian ini adalah lintasan (jarak antara benda asing dengan posisi kapal yang diharapkan). Objek

yang digunakan sebagai penelitian adalah kapal niaga. Tipe logika fuzzy yang digunakan adalah fuzzy Sugeno dengan

masukan error yaw (e) dan yaw rate (r). Keluaran fuzzy adalah sinyal command rudder (δc). Performansi dari sistem

logika fuzzy yang dirancang, memiliki kemampuan yang baik. Hal ini dapat dilihat dari pengujian yang dilakukan. Kondisi

kestabilan saat sudut 27.5o yaitu sekitar 470 detik. Pada uji pengendalian lintasan, pengujian I memiliki performansi lebih

baik dibanding uji dengan setpoint perubahan posisi terhadap waktu, yaitu dengan error terkecil sebesar 0,34%.

Sedangkan uji sistem pengendalian dengan halangan benda asing, sistem pengendali mampu menghindari benda asing

tersebut.

Kata Kunci: logika fuzzy, kapal niaga, benda asing, lintasan.

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pelabuhan Tanjung Perak di Surabaya merupakan

pelabuhan penghubung utama untuk kawasan timur

Indonesia (dari Kalimantan ke Papua). Sebagai

pelabuhan pusat, tentunya Pelabuhan Tanjung Perak

harus memberikan fasilitas yang baik dari segi pelayaran

dan adsministrasi. Namun di daerah perairan ini terdapat

beberapa benda asing yang dapat menggangu

manuvering kapal niaga. Benda-benda asing tersebut

diasumsikan sebagai batu karang di dasar laut dengan

koordinat 070-11’-10” LS, 112

0-41’-14” BT, jaring

penangkap ikan pada daerah koordinat 070-09’-34” LS

hingga 070-10’-31” LS dan 112

0-40’-36” BT hingga

1120-41’-10” BT, dan terkadang terdapat kapal nelayan

yang berhenti untuk menangkap ikan di tengah laut.

Untuk batu karang dan jaring penangkap ikan, letaknya

berada di bawah permukaan air. Sehingga tidak terlihat

oleh kasat mata. Daerah seperti ini biasa disebut

dangerous area yang tidak boleh dilalui oleh kapal.

Dalam pelayaran, nahkoda terkadang tidak begitu

memperhatikan daerah-daerah tersebut. Selain itu,

pengaruh disturbance dari alam juga mempengaruhi

jalannya kapal. Sehingga kapal berpotensi untuk

menyimpang dari alur yang telah ditentukan. Selanjutnya

akan dapat terjadi tabrakan dan menimbulkan kerugian

yang besar. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem

pengendalian cerdas pada manuvering kapal niaga untuk

menghindari benda asing di perairan Tanjung Perak.

Agar tercipta suatu kemudi yang baik sesuai lintasan

yang diharapkan.

Kapal niaga memiliki fungsi yang cukup strategis

di bidang perekonomian. Namun, adanya benda asing

membuat suatu hal yang harus diperhatikan. Pada tugas

akhir ini, dibuat suatu strategi pengendalian baru yang

dapat menjaga kapal dalam keadaan aman dan

menghindari benda asing yang melintas didepannya.

Perancangan sistem pengendalian kemudi kapal yang

dibuat, berbasis pada kendali logika fuzzy (Artificial

Intelegent). Terdapat beberapa penelitian pendukung

yang membahas tentang sistem kendali kemudi pada

kapal. Termasuk sistem pengendalian yang menggunakan

logika Fuzzy. Sistem kendali kepakaran ini memiliki

performa respon yang lebih baik dibanding yang lain,

sehingga diharapkan diperoleh suatu kendali yang dapat

bekerja sesuai target.

1.1 Perumusan Masalah

Permasalahan dalam penelitian ini adalah

bagaimana merancang suatu pengendalian berbasis

logika fuzzy pada manuvering kapal niaga untuk

menghindari benda asing di perairan Tanjung Perak.

Benda asing yang dimaksud adalah batu karang dan

jaring penangkap ikan.

1.2 Batasan Masalah

Batasan permasalahan dalam penelitian ini adalah:

1. Model dinamika kapal yang digunakan adalah model

dinamika kapal niaga dengan spesifikasi diperoleh

dari Laboratorium Hidrodinamika Indonesia (LHI).

2. Data masukan yang digunakan untuk menyusun

simulasi adalah data dari koefisien hidrodinamika

kapal niaga.

3. Metode perancangan sistem pengendalian berdasar

logika fuzzy dengan algoritma sama dengan peneliti

sebelumnya

4. Daerah lintasan yang digunakan adalah alur barat

pelayaran Tanjung Perak dari kode suar Naval Base

hingga Karang Jamuang.

5. Variabel yang dikendalikan adalah sudut yaw kapal,

dengan masukan dari lintasan yang diinginkan.

6. Benda asing yang dimaksud dalam keadaan diam,

yaitu batu karang, jalang ikan dan kapal nelayan.

7. Analisa yang dilakukan berupa analisa tentang

performansi sistem pengendalian untuk menghindari

benda asing pada manuvering kapal niaga.

2

8. Perancangan sistem pengendalian dilakukan secara

simulasi dan disimulasikan menggunakan software

bantu berupa Matlab.

1.3 Tujuan dan Manfaat

Tujuan penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah

merancang sebuah sistem pengendalian berbasis logika

fuzzy pada manuvering kapal niaga untuk menghindari

benda asing di perairan Tanjung Perak secara simulasi.

Manfaat penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah

menciptakan suatu pengendalian berbasis logika fuzzy

pada manuvering kapal niaga untuk menghindari benda

asing di perairan Tanjung Perak sesuai dengan lintasan

yang ada tanpa terjadi gangguan dari segi perairan.

Penelitian ini juga dapat digunakan sebagai referensi

untuk pengembangan sistem kontrol kemudi berbasis

kepakaran (artificial intelegent) pada kapal yang lain.

II. STRATEGI PERANCANGAN SISTEM

KONTROL PADA MANUVERING KAPAL NIAGA

2.1 Pemodelan Sistem Dinamika Kapal

Secara umum gerakan yang dialami sebuah kapal

ketika melaju di lautan ada dua macam, yaitu gerak rotasi

dan translasi. Gerak translasi adalah heave, surge dan

sway. Sedangkan gerak rotasi adalah yaw, roll, dan pitch.

Dari Gambar 2.1 dapat dilihat gerakan-gerakan yang

dialami oleh kapal, antara lain gerakan yaw adalah

gerakan memutar ke samping, gerakan heave adalah

gerakan ke atas, gerakan roll adalah gerakan memutar ke

bawah, gerakan surge adalah gerakan maju, gerakan

sway adalah gerakan ke samping, dan gerakan pitch

adalah gerakan memutar ke depan.

Gambar 2.1 Body-fixed and earth-fixed reference frames

[3]

Bentuk umum persamaan kendali manuvering

kapal dinyatakan dalam bentuk :

Lτυν =+ DM & (2.1)

dengan ν = [u, v, r]T merupakan vektor kecepatan, yang

nantinya akan diturunkan dalam bentuk pemodelan

kedalam dua range frekuensi, yaitu frekuensi rendah dan

frekuensi tinggi, dan τL merupakan vektor kendali gaya

dan momen. M dan D merupakan matrik inersia dan

redaman yang diperoleh dari linierisasi persamaan gaya

dan momen pada arah surge, sway dan yaw. Persamaan

kecepatan dan sistem kemudi kapal akan didasarkan pada

beberapa asumsi, yaitu:

a. Distribusi massa homogen dan bidang xz

simetris (Ixy = Iyz = 0)

b. Mode heave, roll dan pitch dapat diabaikan (ω =

p = q = ω = p = q = 0 )

Kemudian gunakan asumsi diatas ke dalam persamaan :

Surge : m(u – νr – xGr2) = X (2.2)

Sway : m(��+ ur + xGr) = Y (2.3)

Yaw : Izr + mxG(��+ ur)= N (2.4)

Model plant dari dinamika manuvering kapal

didapatkan dari pendekatan yang dilakukan oleh Nomoto

(1957) sebagai bentuk matematis orde 2. Di bawah ini

adalah fungsi transfer dari model Nomoto :

( ) ( )( )( )sTsTs

sTKs

r R

R 21

3

11

1

++

+=

δ

(2.5)

Parameter – parameter dari fungsi transfer diatas

diperoleh dari :

( )( )N

MTT

det

det21 =

(2.6)

)det(

122121121122221121

N

mnmnmnmnTT

−−+=+

(2.7)

)det(

211121

N

bnbnK R

−= (2.8)

)det(

2111213

N

bmbmTK R

−= (2.9)

Dimana elemen mij, nij dan bi ( i = 1,2 dan j = 1,2)

didapatkan dari matriks berikut:

M=

−−

−−

rzvG

rGv

NINmx

YmxYm

&&

&& ;N(uo)=

−−

−−

rG

r

NumxN

YmuY

0

0

υ

υ ;

b =

δ

δ

N

Y (2.10)

dengan

det (N) = ( ) ( )muYNumxNY rvGrv −−− (2.11)

det (M)= ( )( ) ( )( )rGvGrzv YmxNmxNIYm&&&&

−−−−− (2.12)

dimana n11= vY− , n21= vN−

( ) ( )M

NYmxYNIb rGrz

det1

δδ &&−−−

= (2.13)

( ) ( )M

YNmxNYmb vGv

det2

δδ &&−−−

= (2.14)

Pada matriks M dan N di atas mengandung

parameter hidrodinamika kapal, dimana m = massa kapal,

vY&' = turunan gaya arah sway terhadap v& ,

rY&

' = turunan

gaya yaw terhadap r& , rN&

' = turunan momen yaw

terhadap r& , vY ' = turunan gaya arah sway terhadap v,

rY ' = turunan gaya arah yaw terhadap r, vN ' = turunan

momen sway terhadap v, vN&

' = turunan momen sway

terhadap v& , rN ' = turunan momen yaw terhadap r, Gx =

pusat massa.

Perubahan koefisien tak berdimensi di atas menjadi

berdimensi, dapat menggunakan pendekatan pada aturan

Comstock (1967) dan Newman (1977). Sehingga dapat

diperkirakan koefisien hidrodinamik yang dinyatakan

dalam persamaan 2.15 – 2.20, dimana notasi (‘) aksen

menggantikan variabel nondimensi.

��′ =

��

= −(��

�− ��) (2.15)

��′ =

��

= ��′ +

��

′ (2.16)

3

��′ =

��

= −(��′ − ��

′) +��

′ (2.17)

��′ =

��

=

!��

′ (2.18)

�"′ =

�#��

= $�

!

%#��

(2.19)

�"′ =

�#��

= −

&�"

′ (2.20)

Di mana �� adalah koefisien drag kapal, ρ

(kg/m3) adalah massa jenis laut, T (m) adalah kedalaman,

U (m/s) adalah kecepatan kapal, Aδ (m2) adalah daerah

rudder, Iz (kgm2) adalah momen inersia.

'( = )*+& + '� (2.21)

dimana m(kg) adalah massa kapal dan r adalah notasi

putaran kapal dan,

'� = ),& dimana 0,15L < r < 0,3L (2.22)

xp = xg ± 0,1L

2.2 Model Gangguan pada Kapal

Berikut adalah pemodelan dari fungsi transfer

gelombang berdasarkan pendekatan dari persamaan Later

Saelid, Jenssen dan Balchen (1983). Persamaan ini

memperbaiki persamaan model linier gelombang

sebelumnya yaitu dengan menambahkan pengaruh

damping pada dinamika posisi kapal agar diperoleh

spektrum kapal yang lebih baik. Persamaannya dapat

ditulis:

ℎ(.) =/01

12&3451245 (2,23)

Dimana koefisien gain konstan dapat ditulis:

Kω=2 ξω0σm (2.24)

67 menyatakan nilai konstan dari intensitas gelombang.

8 adalah koefisien rasio peredam dan 9: adalah frekuensi

gelombang.

2.3 Kendali Logika Fuzzy (KLF)

Logika fuzzy adalah salah satu bagian dari artificial

intelegent. Pertama kali dikenalkan oleh Lotfi A. Zadeh,

profesor ilmu pengetahuan komputer dari Universitas

California, Barkeley. Pada tahun 1965, Zadeh

memodifikasi teori himpunan dimana setiap anggotanya

memiliki derajat keanggotaan yang bernilai kontinu

antara 0 sampai 1. Himpunan ini disebut himpunan kabur

(Fuzzy Set). Logika fuzzy memiliki beberapa model

implikasi. Pada penenlitian ini menggunakan tipe fuzzy

Sugeno. Fuzzy Sugeno merupakan logika fuzzy dimana

masukannya berupa linguistik dan keluarannya numerik.

Kaidah fuzzy dari tipe ini dapat dinyatakan :

FRi: IF Rpq THEN ui = ρi(x1, x2, . . . , xn)(2.25)

Dimana ρi adalah fungsi dan x1, x2, . . . , xn adalah nilai

masukan. Jika ρi adalah fungsi yang linier, ρi =

a0i+a1ix1+a2ix2+· · ·+anixn dan koefisien a1i = a2i = · · · =

ani = 0, maka kaidah peraturan Fuzzy Takagi - Sugeno

menjadi

FRi : IFRpq THEN ui = a0i = Apq (2.26)

Dimana Apq adalah fuzzy singleton.

Berdasarkan Gambar 2.2 di bawah, terdapat

beberapa istilah yang digunakan dalam logika fuzzy.

Fuzzifikasi adalah penentuan crisp masukan menjadi

suatu himpunan fuzzy. Rule base adalah aturan yang

digunakan sebagai acuan sistem. Inference adalah

evaluasi aturan/rule base agar menghasilkan keluaran

dari setiap aturan. Dan defuzzifikasi adalah perhitungan

crisp keluaran. Untuk lebih jelasnya, berikut ini adalah

uraian singkat tentang istilah dan bagian-bagian dari

logika fuzzy.

Gambar 2.2 Struktur kendali logika fuzzy [4]

2.3.1 Fuzzifikasi

Tahapan ini berfungsi untuk mentransformasikan

sinyal masukan yang bersifat crisp ke himpunan fuzzy

dengan menggunakan operator fuzzifikasi. Dalam

fuzzifikasi terdapat fungsi keanggotaan himpunan fuzzy,

merupakan sebuah kurva yang menggambarkan

pemetaan dari masukan ke derajat keanggotaan antara 0

dan 1. Setiap fungsi keanggotaan himpunan fuzzy,

memiliki beberapa bagian keanggotaan. Fungsi

keanggotaan yang digunakan pada penelitian ini adalah

fungsi segitiga. Berikut cara penentuan fuzzy masukan

menggunakan fungsi segitiga.

Gambar 2.3. Bentuk fungsi keanggotaan Segitiga

Penentuan nilai masukan dengan fungsi

keanggotaan segitiga adalah sebagai berikut:

;<*= = 0; * ≤ A atau * ≥ C (2.29)

=(DEF)

(GEF); A < * ≤ I

=(JED)

(JEG); I < * < C

2.3.2 Fuzzy Rule Base Fuzzy rule base merupakan inti dari logika fuzzy

yang mempunyai kemampuan seperti manusia dalam

mengambil keputusan. Aksi atur fuzzy disimpulkan

dengan menggunakan implikasi fuzzy dan mekanisme

inferensi fuzzy. Umumnya, aturan-aturan fuzzy

dinyatakan dalam bentuk “IF…THEN”. Untuk

mendapatkan aturan “IF…THEN” ada dua cara utama :

1. Menanyakan ke operator manusia yang dengan

cara manual telah mampu mengendalikan sistem

tersebut, dikenal dengan “human expert”.

2. Dengan menggunakan algoritma pelatihan

berdasarkan data-data masukan dan keluaran.

2.3.3 Defuzzifikasi Tahapan ini berfungsi untuk mentransformasikan

kembali nilai yang bersifat fuzzy menjadi nilai

sebenarnya yang bersifat crisp dengan menggunakan

operator defuzzifikasi. Dalam menerapkan kendali logika

fuzzy. Metode defuzzifikasi yang digunakan adalah

a

1.0

b0Segitiga

µ

c

4

center of area(COA). Metode COA didefinisikan sebagai

berikut:

�: =K L(DM)DMNM

K L(DM)NM

(2.31)

Keterangan:

v0 = nilai keluaran

m = tingkat kuantisasi

vk = elemen ke-k

µk(v) = derajat keanggotaan elemen-elemen pada

fuzzy set v

v = semesta pembicaraan

III PERANCANGAN SISTEM KENDALI PADA

MANUVERING KAPAL NIAGA

3.1 Program Utama Penelitian

Program penelitian ini disusun berdasarkan

beberapa tahapan penelitian. Tahapan-tahapan tersebut,

sesuai dengan flowchart sebagai berikut.

Gambar 3.1 Flowchart Penelitian

Lintasan yang digunakan sebagai setpoint pada

sistem pengendalian penelitian ini adalah lintasan yang

dilalui kapal selama berlayar dari Naval Base menuju ke

Karang Jamuang. Gambar 3.2 adalah peta pelayaran di

daerah Perairan Tanjung Perak yang harus dilalui oleh

kapal niaga selama pelayaran.

Gambar 3.2 Peta Alur Pelayaran Barat Tanjung Perak

Benda asing yang telah diasumsikan sebelumnya,

berada di daerah perikanan di sekitar perairan Tanjung

Perak bagian barat. Pemodelan yang dilakukan

berdasarkan letak daerah perikanan yang ditampilkan

dalam bentuk koordinat XY. Berikut ini daerah perikanan

di sekitar perairan Tanjung Perak dalam koordinat XY.

Tabel 3.2 Koordinat XY pada Daerah Perikanan

No. DMS Koordinat (x,y)

1 070-09’-34” LS

(12543441, -800465) 1120-40’-36” BT

2 070-09’-34” LS

(12544338, -800465) 1120-41’-05” BT

3 070-10’-31” LS

(12544492, -798766) 1120-41’-10” BT

Rancangan sistem pengendalian lintasan,

berdasarkan diagram blok berikut ini.

Gambar 3.3 Diagram Blok Sistem Pengendalian Lintasan

dengan Halangan Benda Asing

3.2 Perancangan Sistem Pengendalian Berbasis

Logika Fuzzy

Sistem pengendalian pada penelitian ini adalah

Logika Fuzzy. Jenis fuzzy yang digunakan adalah fuzzy

Sugeno. Hal ini mengacu pada penelitian sebelumnya.

Masukan KLF berupa selisih sudut heading kapal dengan

setpoint atau error yaw (e) dan turunan pertama dari

sudut heading kapal yaitu yaw rate (r). Basis aturan yang

digunakan adalah 49 aturan. Serta metode penyelesaian

menggunakan metode AND.

5

Gambar 3.4 Diagram Alir Kendali Logika Fuzzy

3.2.1 Fuzzifikasi

Tahap fuzzifikasi adalah perubahan nilai

sebenarnya menjadi nilai masukan fuzzy. Desain KLF

dilakukan melalui Fuzzy Interference System (FIS)

editor. Perancangan KLF dapat dilihat pada Gambar 3.5

di bawah ini. Di bagian kiri adalah masukkan fuzzy.

Bagian poros tengah menunjukkan jenis fuzzy yang

digunakan. Sedangkan bagain kanan atas adalah keluaran

fuzzy berupa sinyal command rudder (δr).

Gambar 3.5 FIS untuk Perancangan KLF

Gambar 3.7 dan 3.8 merupakan FIS masukan fuzzy.

Masukan error yaw(e) memiliki rentang antara -35

hingga 35. Sesuai dengan rentang yang dimiliki rudder

untuk berbelok ke kanan dan ke kiri yaitu sebesar -35o

hingga 35o. Sedangkan untuk yaw rate (r), memiliki

rentang antara -7 hingga 7. Hal ini sesuai dengan laju

rudder yaitu antara -7 o/s hingga 7

o/s. Masing-masing

fungsi keanggotaan error yaw dan yaw rate adalah 7,

yaitu NB (Negatif Big), NM (Negatif Medium), NS

(Negatif Small), ZE (Zero), PS (Positif Small), PM

(Positif Medium), dan PB (Positif Big).

Gambar 3.6 Fungsi Keanggotaan Error Yaw (e)

Gambar 3.7 Fungsi Keanggotaan Yaw Rate (r)

Keluaran KLF adalah masukan bagi rudder kapal

yang berbentuk sinyal command rudder (δr). Fungsi

keanggotaan keluaran KLF terdapat 7 fungsi, yaitu NB

(Negatif Big), NM (Negatif Medium), NS (Negatif

Small), Z (Zero), PS (Positif Small), PM (Positif

Medium), dan PB (Positif Big). Karena fuzzy yang

digunakan adalah fuzzy Sugeno, maka nilai yang masuk

pada tiap fungsi keanggotaan adalah nilai yang tegas

(tidak samar). Seperti halnya penelitian sebelumnya,

rentang fungsi keanggotaan adalah -3 hingga 3.

Gambar 3.8 Fungsi Keanggotaan Keluaran

3.2.2. Basis Aturan

Aturan-aturan yang dibentuk pada penelitian ini

sebanyak 49 aturan. Aturan ini merupakan

penyempurnaan dari penelitian sebelumnya tentang

sistem pengendalian sudut heading kapal dengan

menggunakan kendali logika fuzzy. Beikut ini adalah

basis aturan (rule base) yang dibangun.

Tabel 3.2 Basis Aturan Pengendalian pada KLF

NB NM NS Z PS PM PB

NB PB PB PB PB PM PS Z

NM PB PB PB PM PS Z NS

NS PB PB PM PS Z NS NS

ZE PB PM PS Z NS NS NS

PS PM PS Z NS NS NS NM

PM PS Z NS NS NS NM NM

PB Z NS NS NS NM NM NM

3.2.3 Defuzifikasi Tahap defuzzifikasi merupakan tahap perubahan

fuzzy keluaran menjadi crisp keluaran atau nilai yang

tegas/sebenarnya. Hal ini diperlukan oleh aktuator

berupa rudder yang berada setelah KLF. Nilai crisp

keluaran, berubah-ubah sesuai error yaw dan delta error/

yaw rate dari kapal. Metode yang digunakan untuk

defuzzifikasi adalah metode COA(Center Of Area). Atau

dapat pula disebut sebagai COG (Center of Grafity).

Metode ini dipilih karena jenis fuzzy yang digunakan

adalah Fuzzy Sugeno.

�OP =K ;(*Q)*Q)

Q

K ;(*Q))

Q

(3.1)

IV ANALISA PERANCANGAN SISTEM

PENGENDALIAN PADA MANUVERING KAPAL

NIAGA

4.1 Analisa Pengendali Logika Fuzzy pada Sistem

Pengendalian Manuvering Kapal Niaga untuk

Menghindari Benda Asing

Proses awal yang dilakukan pada logika fuzzy

adalah fuzzifikasi. Tahap ini merupakan tahap perubahan

nilai sebenarnya/tegas menjadi fuzzy masukan. Masukan

logika fuzzy berupa error yaw (e) dan yaw rate (r).

Masing-masing masukan tersebut memiliki 7 fungsi

keanggotaan, yaitu NB (Negatif Big), NM (Negatif

6

Medium), NS (Negatif Small), ZE (Zero), PS (Positif

Small), PM (Positif Medium), dan PB (Positif Big).

Untuk error yaw, memiliki rentang antara -35 hingga 35.

Hal ini mengacu pada kemampuan rudder yang hanya

dapat berputar pada -35o hingga 35

o. Sedangkan masukan

yaw rate memiliki rentang antara -7 hingga 7. Hal ini

sesuai dengan kemampuan laju rudder yaitu antara -7 o/s

hingga 7 o

/s. Pada tahap fuzzifikasi, masukan berupa

error sistem (setpoint dikurangi sudut heading kapal)

akan disesuaikan dengan fungsi keanggotaan error yaw.

Begitu pula dengan hasil perhitungan derivative sudut

heading kapal, akan disesuaikan dengan fungsi

keanggotaan yaw rate.

Setelah fuzzy masukan diperoleh, tahap selanjutnya

adalah pengambilan keputusan berdasarkan basis

aturan/rule base yang telah dibangun. Basis aturan yang

dibangun berjumlah 49 aturan dengan mengacu pada

pengetahuan tentang proses yang terjadi pada kapal dan

kepakaran dari ahlinya. Fungsi keanggotaan dari keluaran

fuzzy sebanyak 7 fungsi, yaitu NB (Negatif Big), NM

(Negatif Medium), NS (Negatif Small), ZE (Zero), PS

(Positif Small), PM (Positif Medium), dan PB (Positif

Big). Karena jenis fuzzy yang digunakan adalah fuzzy

sugeno, maka nilai keanggotaan dari masing-masing

fungsi adalah nilai yang tegas. Nilai-nilai tersebut adalah

NB = -3, NM = -2, NS = -1, ZE = 0, PS = 1, PM = 2 dan

PM = 3.Metode pengambilan keputusan yang digunakan

adalah AND(min).

Proses berikutnya adalah perubahan nilai fuzzy

keluaran menjadi crisp keluaran atau biasa disebut

defuzzifikasi. Perhitungan nilai ini berdasar metode COA

(Center Of Area). Metode ini adalah membagi hasil

penjumlahan R μ(xU)xUVUW dengan R μ(xU)

VUW . Nilai

keluaran yang dihasilkan akan menjadi masukan dari

aktuator berupa rudder yang dimodelkan menjadi fungsi

transfer orde satu. Hasil keluaran dari rudder, akan

menjadi masukan bagi model dinamika/plant kapal yang

merupakan fungsi transfer orde tiga. Keluaran dari rudder

inilah yang nantinya membuat kapal berbelok ke kanan

atau ke kiri sebesar yang ditentukan oleh sistem berdasar

pada sudut heading yang dihasilkan oleh kapal.

Penelitian Tugas Akhir ini memiliki titik fokus

pada bagaimana kapal niaga yang sedang berlayar dapat

menghindari benda asing yang berada tepat di depannya

berdasarkan setpoint lintasan. Terdapat dua pengujian

tentang keadaan benda asing. Pertama, benda asing telah

ditentukan sebelumnya, yaitu daerah perikanan di

sepanjang alur pelayaran Tanjung Perak. Dan kedua,

benda asing yang tidak diketahui letak sebelumnya atau

tiba-tiba muncul di depan kapal. Informasi dari radar

ditambahkan pada sistem pengendalian ini. Namun kedua

pengujian ini menggunakan KLF yang sama.

4.2 Pengujian Dinamika Kapal Niaga Secara Loop

Terbuka

Pada subbab ini, menampilkan hasil dari suatu

simulasi diagram blok loop terbuka (open loop). Setpoint

sistem berupa sinyal step dengan sudut heading 20o.

Berikut ini adalah respon yang dihasilkan dari uji step

tanpa pengendalian.

Gambar 4.1 Respon Kapal Niaga Tanpa Pengendali Pada Saat

Turning Step 20o

4.3 Pengujian Dinamika Kapal Niaga Secara Loop

Tertutup

Bagian ini menjelaskan tentang hasil pengujian

sistem pengendalian logika fuzzy pada manuvering kapal

niaga dengan setpoint sudut heading konstan/tetap. Pada

model simulasi, terdapat gain yang terletak sebelum dan

sesudah KLF. Besar gain tersebut berdasarkan hasil

iterasi yang telah dilakukan sebelumnya, yaitu 0,5

sebelum KLF dan -1 setelah KLF.

Gambar 4.2 Respon Sistem Pengendalian Setpoint Konstan

pada KLF dengan Gain Konstan

Dapat dilihat pada Gambar 4.2, bahwa keluaran

sistem dapat mendekati nilai setpoint dengan error yang

cukup kecil. Error steady state dari hasil respon di atas

cukup kecil yaitu 0,316 dari setpoint atau sekitar 1%.

Nilai error ini masih dalam rentang kestabilan sistem

yaitu 3%-5%. Namun kestabilan sistem untuk nilai

setpoint 27,5, diperlukan dalam waktu yang cukup lama

yaitu sekitar 470 satuan waktu.

4.4 Pengujian Dinamika Kapal Niaga Melalui Alur

Tanjung Perak-Karang Jamuang

Pengujian ini adalah pengujian sistem dengan

setpoint berupa alur lintasan kapal dari Pelabuhan

Tanjung Perak Surabaya menuju Karang Jamuang.

Model sistem pengendalian yang digunakan adalah

Model simulasi pada subbab sebelumnya.

a) Pengujian I

Sistem pengendalian lintasan yang dirancang pada

penelitian ini bertujuan untuk menjaga kapal agar selalu

berada pada alur yang telah ditentukan. Alur yang dilalui

adalah perairan barat Tanjung Perak, yaitu dari Naval

Base hingga Karang Jamuang. Koordinat yang digunakan

berdasarkan koordinat suar yang berapa di tepi laut.

Karena titik fokus pada lintasan kapal, maka setpoint

yang digunakan adalah alur lintasan dalam bentuk

koordinat XY.

Pada pengujian bagian ini, setpoint yang digunakan

adalah titik koordinat XY secara langsung. Sesuai dengan

waktu tempuh yang sesungguhnya. Nilai koordinat yang

berdasarkan fungsi waktu tersebut disimpan secara urut

pada toolbox workspace. Nilai koordinat XY akan

berubah menjadi sudut setelah melalui fungsi

trigonometri. Nilai setpoint yang berubah-ubah, menjadi

7

poin penting pada nilai error yang dihasilkan dari sistem

pengendalian ini. Karena untuk mencapai satu nilai

setpoint, dibutuhkan waktu yang relatif lama. Yaitu

sekitar 470 detik satuan waktu pada software Matlab.

Setiap perubahan sudut heading memiliki error

steady state (ess) masing-masing. Berdasarkan

perhitungan dengan data yang ada, diketahui bahwa nilai

error terkecil sebesar 0,003. Dan nilai error steady state

sebesar 0,34%. Pada kondisi ini, kapal niaga berada

dalam kondisi stabil yang sudah diterapkan.

Jika melihat grafik hasil simulasi, besar selisih

keluaran/output sistem sangat berhubungan dengan

perubahan besar sudut heading sebagai setpoint. Semakin

besar perubahan yang terjadi, maka semakin besar pula

error yang terjadi. Dan semakin kecil perubahan, maka

semakin kecil pula error yang terjadi.

Keterangan:

1 = respon kapal menuju ke titik

koordinat suar West Channel Kamal


koordinat suar Bouy No.12




koordinat suar Typison




koordinat suar K1158.55










koordinat suar Karang Jamuang

Gambar 4.3 Respon Sistem Pengendalian berupa Lintasan Dari

Tanjung Perak Ke Karang Jamuang Pada

Pengujian I

Keluaran sistem pengendalian dapat mengikuti alur

setpoint yang ditentukan, walaupun tidak dapat

mendekati setpoint secara sempurna. Hal ini dapat

dikarenakan oleh dinamika kapal yang tidak dapat

berubah secara sempurna dalam waktu yang singkat.

Dalam keadaan yang sebenarnya, jarak yang ditempuh

dari Pelabuhan Tanjung Perak ke Karang Jamuang

adalah 38, 21 km. Kecepatan yang digunakan olehkapal

niaga pada sistem pengendalian ini adalah 80% dari

kecepatan normal, yaitu sekitar 12 knots atau sekitar 21,6

km/jam. Sehingga waktu yang dibutuhkan adalah 1 jam

46 menit. Keterangan: A = Naval Base

B = West Channel Kamal

C = Bouy no. 12

D = Bouy no.10

E = Typison

F = Bouy no. 8

G = K1158.55

H = Bouy no. 13

I = Bouy no. 6

J = Bouy no. 11

K = Bouy no. 4

L = Karang Jamuang

Gambar 4.4 Grafik Lintasan Hasil Pengujian Sistem

Pengendalian berupa Lintasan dari Tanjung

Perak ke Karang Jamuang pada Pengujian I

Hasil simulasi dari sistem pengendalian ini dapat

digambarkan pada grafik koordinat lintasan pada gambar

di bawah ini. Tabel 4.1 di bawah ini menampilkan error/

selesih(dalam meter) koordinat yang seharusnya dicapai

dengan koordinat aktual yang dilalui. Koordinat XY yang

ditampilkan hanya 12 titik.

Tabel 4.1 Koordinat Lintasan Kapal pada Pengujian I

No Nama Suar

Koordinat XY

Ya Yd Xa Xd Error

Lints

1 Karang

Jamuang -801148 -801147 12550374 12550368 6

2 Bouy No.4 -799808 -799786 12549076 12549051 33

3 Bouy No.11 -800575 -800590 12547496 12547485 19

4 Bouy No.6 -799823 -799817 12545091 12545073 19

5 Bouy No.13 -798740 -798735 12543902 12543874 28

6 K1158.55 -793701 -793664 12541525 12541486 54

7 Bouy No.8 -791676 -791654 12540746 12540730 27

8 Typison -783224 -783212 12541929 12541936 14

9 Bouy No.10 -779727 -779717 12544039 12544064 27

10 Bouy No.12 -776349 -776254 12546282 12546348 116

11

West

Channel

Kamal

-775240 -775234 12546854 12546867 14

12 Naval Base -771056 -771059 12549053 12549073 20

a) Pengujian II

Pengujian sistem pengendalian bagian ini memiliki

perbedaan dengan sebelumnya terletak pada pemodelan

setpoint. pengujian ini, memodelkan setpoint

menggunakan persamaan garis. Masing-masing

koordinat X dan Y dimodelkan menjadi persamaan garis

berdasarkan perubahan waktu tempuh tiap perubahan

titik koordinat suar. Berikut ini persamaan garis yang

dibentuk.

x = a t + b (4.1)

[ = A&\ + I& (4.2)

Dari pemodelan ini dapat diketahui secara lebih

mudah letak kapal yang sedang berlayar. Bentuk

informasi yang diperoleh adalah berupa waktu satuan

deti Matlab dan koordinat XY. Informasi-informasi ini

dapat mempermudah monitoring pergerakan kapal baik

secara individu maupun secara terpusat.

Keterangan:























Gambar 4.5 Respon Sistem Pengendalian berupa Lintasan dari

Tanjung Perak ke Karang Jamuang pada

Pengujian II

8

Berdasarkan data yang ada, nilai error sistem

berupa selisih antara nilai keluaran sistem dengan

setpoint memiliki nilai terkecil sebesar 0.062. jika

dirubah menjadi error steady state pada kondisi ini,

nilainya sebesar 6,1%. Angka ini memang cukup besar,

hal ini dapat dipengaruhi oleh perubahan-perubahan

setpoint yang cukup drastis dari awal simulasi hingga

akhir. Keterangan: A = Naval Base

B = West Channel Kamal

C = Bouy no. 12

D = Bouy no.10

E = Typison

F = Bouy no. 8

G = K1158.55

H = Bouy no. 13

I = Bouy no. 6

J = Bouy no. 11

K = Bouy no. 4

L = Karang Jamuang


Pengendalian berupa Lintasan dari Tanjung

Perak ke Karang Jamuang ada Pengujian II

Gambar 4.6 merupakan lintasan aktual yang dicapai

oleh kapal niaga selama berlayar dari Naval Base

Tanjung Perak hingga Karang Jamuang. Lintasan berupa

grafik koordinat XY hasil pengujian di atas secara garis

besar sama dengan lintasan desire. Namun sebenarnya

lintasan tersebut memiliki error/selisih lintasan. Besar

selisih tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.2 di bawah ini.

Tabel 4.2 Koordinat Lintasan Kapal pada Pengujian II

No Nama

Suar

Koordinat XY

Ya Yd Xa Xd Error

Lints

1 Karang

Jamuang -801147 -801147 12550374 12550368 6

2 Bouy No.4 -799863 -799786 12549130 12549051 110

3 Bouy

No.11 -800547 -800590 12547561 12547485 87

4 Bouy No.6 -799852 -799817 12545190 12545073 122

5 Bouy

No.13 -798782 -798735 12543952 12543874 91

6 K1158.55 -793829 -793664 12541588 12541486 194

7 Bouy No.8 -791777 -791654 12540783 12540730 134

8 Typison -783636 -783212 12541871 12541936 429

9 Bouy

No.10 -779855 -779717 12543955 12544064 176

10 Bouy

No.12 -776434 -776254 12546224 12546348 219

11

West

Channel

Kamal

-775291 -775234 12546831 12546867 67

12 Naval

Base -771231 -771059 12548962 12549073 205

4.5 Pengujian Dinamika Kapal Niaga dengan

Halangan Benda Asing

4.5.1 Pengujian Dinamika Kapal Niaga dengan

Halangan Benda Asing di Daerah Perikanan

Berdasarkan keadaan yang sebenarnya, letak benda

asing digambarkan pada satu grafik lintasan seperti

gambar 4.7. Dari gambar diketahui bahwa benda asing

yang cukup dekat dengan alur lintasan kapal adalah

saerah perikanan. Karena benda asing yang dimaksud

mendekati koordinat suar Typison, maka desain lintasan

yang dirancang akan menghindari daerah Typison pada

jarak 8Lpp Kapal niaga atau sekitar 670m dari benda

asing. Kapal akan berpindah 50m ke arah kiri ketika

berada pada keadaan bahaya. Dan ketika sudah dalam

keadaan aman, kapal akan kembali pada alur yang

semestinya.

Gambar 4.7 Alur Lintasan Kapal Beserta Benda Asing

Gambar 4.7 di atas, menunjukkan alur lintasan

kapal di daerah Tanjung Perak beserta halangan berupa

benda asing yang sifatnya diam. Tampak pada gambar,

benda asing yang letaknya cukup dekat dengan alur

lintasan kapal adalah daerah perikanan. Sehingga, fokus

sistem pengendalian pada daerah perikanan. Model

desain halangan yang dibuat pada Bab sebelumnya telah

mengacu pada daerah perikanan.

Keterangan:























Gambar 4.8 Respon Simulasi Sistem Pengendalian Lintasan

untuk Menghindari Benda Asing di Daerah

Perikanan

Nilai error berupa selisih keluaran sistem dengan

setpoint, nilai terkecil yang dihasilkan dari pengujian

mencapai angka 0,011 atau jika dihitung error steady

state (ess) sebesar 1% dari setpoint yang telah

ditentukan. Nilai error ini dipengaruhi oleh waktu

tempuh dan perubahan setpoint yang dibentuk. Jika

waktu untuk mencapai suatu setpoint cukup lama dan

perubahan yang terjadi tidak terlalu besar, maka error

yang dihasilkan akan kecil.

9

Keterangan: A = Naval Base B = West Channel

Kamal

C = Bouy no. 12 D = Bouy no.10

E = Typison

F = Bouy no. 8 G = K1158.55

H = Bouy no. 13

I = Bouy no. 6 J = Bouy no. 11

K = Bouy no. 4

L = Karang Jamuang


Pengendalian untuk Menghindari Benda

Asing di Daerah Perikanan

Meskipun kapal niaga belum dapat mencapai

dengan baik, tetapi kapal niaga dapat mencapai alur yang

telah ditentukan. Hal ini dapat dilihat dari selisih jarak

koordinat X dan Y yang cukup kecil pada Tabel 4.3.

Sehingga kapal masih dalam keadaan aman. Untuk

daerah perikanan, terletak pada titik koordinat no 5. Titik

koordinat yang sebenarnya adalah (12543874,-798735).

Karena harus bergeser ke daerah yang lebih kiri, titik

koordinat tersebut dirubah menjadi (12543824,-798835).

Berdasarkan data, ternyata kapal berpindah ke titik

(12543898,-798876). Hasil ini memang masih memiliki

error lintasan. Namun error/ selisih yang dihasilkan

tidak terlalu besar. Sehingga alur lintasan kapal masih

dapat dijaga.

Tabel 4.3. Koordinat Lintasan Kapal Pada Sistem Pengendalian

Untuk Menghindari Benda Asing Di Daerah

Perikanan.

No Nama

Suar

Koordinat XY

Ya Yd Xa Xd Error

Lints

1 Karang

Jamuang -801148 -801147 12550374 12550368 6

2 Bouy No.4 -799781 -799786 12549078 12549052 26

3 Bouy

No.11 -800576 -800590 12547496 12547485 18

4 Bouy No.6 -799823 -799817 12545091 12545074 18

5 Bouy

No.13 -798876 -798837 12543898 12543823 85

6 K1158.55 -793699 -793664 12541523 12541486 50

7 Bouy No.8 -791668 -791654 12540738 12540730 15

8 Typison -783224 -783212 12541930 12541936 13

9 Bouy

No.10 -779726 -779718 12544038 12544063 26

10 Bouy

No.12 -776332 -776252 12546293 12546349 98

11

West

Channel

Kamal

-775241 -775234 12546854 12546867 14

12 Naval

Base -771057 -771059 12549053 12549073 20

4.5.2 Pengujian Dinamika Kapal Niaga dengan

Halangan Benda Asing yang Tiba-Tiba Muncul

Pemodelan benda asing untuk bagian ini,

menggunakan masukan berupa fungsi random.

Karakteristik yang digunakan sebagai fungsi random,

dapat dimasukkan sebagai fungsi acak. Dalam pengujian,

halangan akan bergerak selama simulasi berlangsung.

Hal ini untuk menciptakan benda asing yang bisa tiba-

tiba muncul di lintasan pelayaran kapal. Benda asing

tetap diasumsikan berada di depan kapal selama lintasan

dan diam. Meskipun pergerakan benda asing selama

simulasi tidak hanya di depan kapal, tetapi yang

digunakan pada sistem ini adalah yang ada di depan

kapal niaga.

Setpoint yang digunakan pada sistem pengendalain

ini adalah lintasan berupa titik koordinat yang dirubah

menjadi sudut heading dengan menggunakan fungsi

trigonometri arc tan. Perbandingan selisih titik koordinat

aktual dan desire (∆y/∆x) akan menjadi setpoint.

Sistem yang diinginkan atau dirancang pada bagian

ini adalah kapal niaga dapat menghindari dari benda

asing yang tiba-tiba muncul di depannya. Dengan

karakteristik sebagai berikut: jika radar mendapatkan

sinyal benda asing di depannya ≤ 1000 m atau 1km,

kapal niaga akan bergeser ke kanan sejauh 50m. Prinsip

ini telah dimasukkan pada sistem menggunakan fungsi

‘Matlab Function’. Meskipun halangan yang dirancang

bergerak, tetapi diharapkan kapal niaga dapat bergeser

sesuai perintah yang diberikan.

Hasil pengujian yang telah dilakukan membuktikan

bahwa sistem pengendalian yang telah dilakukan dapat

mengikuti alur setpoint yang telah ditentukan.

Berdasarkan Gambar 4.10, keluaran sistem berupa sudut

heading dapat mendekati setpoint yang memiliki bentuk

yang berbeda dengan bentuk setpoint sebelumnya.

Perbedaan bentuk ini, dapat dikarenakan selisih lintasan

aktual dan lintasan desire yang berbeda. Sehingga

berpengaruh terhadap setpoint.

Gambar 4.10 Respon Simulasi Sistem Pengendalian untuk

Menghindari Benda Asing yang Tiba-tiba

Muncul

Pada simulasi, benda asing dalam keadaan

bergerak. Terdapat beberapa lintasan kapal yang dilalui

oleh benda asing. Namun benda asing tidak dalam

keadaan yang berhadapan dengan kapal. Jika benda asing

berada pada jarak yang dekat dengan kapal, benda asing

tersebut diasumsikan akan berhenti atau dalam keadaan

diam. Hal ini sesuai dengan batasan masalah yang

diangkat, bahwa benda asing yang berada pada perairan

dalam keadaan diam. Meskipun bergerak pada alur yang

sama, kapal tidak akan menabrak benda asing jika jarak

kapal dan benda asing masih dalam batas aman.

Dengan adanya informasi dari radar berupa jarak

kapal dengan halangan benda asing yang bergerak,

sistem akan menentukan lintasan terbaik untuk kapal

niaga agar ketika terjadi tabrakan dengan benda asing di

depannya. Benda asing tersebut hanya menggangu alur

lintasan kapal pada bagian awal. Jika dilihat dari

Koordinat Suar, benda asing tersebut melintas di daerah

menara Bouy 6 dan Bouy 11. Sedangkan Gambar 4.11

adalah lintasan aktual yang dilalui kapal selama

perjalanan dari Naval Base menuju Karang Jamuang.

Keterangan:A = Naval BaseB = West Channel

Kamal

C = Bouy no. 12D = Bouy no.10

E = Typison

F = Bouy no. 8G = K1158.55

H = Bouy no. 13

I = Bouy no. 6J = Bouy no. 11

K = Bouy no. 4

L =

Gambar 4.11 Lintasan Hasil Pengujian Sistem Pengendalian

untuk Menghindari Benda Asing

Tiba Muncul

Berdasarkan data hasil pengujian, diketahui

lintasan yang dihasilkan oleh sistem pengendalian. 12

Titik Koordinat yang disebutkan pada Tabel 4.4. di

bawah ini adalah titik koordinat acuan. Namun karena

lintasan desire pelarayan kapal berbeda dengan pengujian

sebelumnya, maka yang digunakan sebagai

hanya pada koordinat X. Berikut adalah tabel selisih

lintasan yang dilalui kapal.

Tabel 4.4 Koordinat Lintasan Kapal pada Sistem Pengendalian

untuk Menghindari Benda Asing yang Tiba

Muncul

No Nama Suar

Koordinat XY

Xa Xd Ya

1 Karang

Jamuang 12550374 12550368 -801351

2 Bouy No.4 12549057 12549051 -799987

3 Bouy No.11 12547491 12547485 -800790

4 Bouy No.6 12545079 12545073 -800017

5 Bouy No.13 12543879 12543873 -798933

6 K1158.55 12541492 12541486 -793864

7 Bouy No.8 12540736 12540730 -791851

8 Typison 12541942 12541936 -783412

9 Bouy No.10 12544070 12544064 -779918

10 Bouy No.12 12546354 12546348 -776462

11

West

Channel

Kamal

12546873 12546867 -775434

12 Naval Base 12549079 12549073 -771259

V.KESIMPULAN

Berdasarkan simulasi perancangan sistem

pengendalian pada manuvering kapal niaga un

menghindari benda asing di perairan Tanjung Perak,

dapat diambil kesimpulan bahwa

1. Diperoleh suatu rancangan sistem pengendalian

lintasan pada kapal niaga menggunakan fuzzy sugeno

dengan parameter sebagai berikut.

berupa error yaw (e) dan yaw rate (r). Sedangkan

keluaran fuzzy berupa sinyal command rudder (δ

Masing-masing masukan memilik 7 fungsi

keanggotaan. Error yaw memiliki rentang data antara

-35 hingga 35. Yaw rate memiliki rentang data

hingga 7. Untuk fungsi keanggotaan ke

merupakan nilai tunggal, yaitu NB = -

= -1, ZE = 0, PS = 1, PM = 2 dan PB = 3.

aturan terdiri dari 49 aturan. Metode pengambilan

10

Keterangan: A = Naval Base B = West Channel

Kamal

C = Bouy no. 12 D = Bouy no.10

E = Typison

F = Bouy no. 8 G = K1158.55

H = Bouy no. 13

I = Bouy no. 6 J = Bouy no. 11

K = Bouy no. 4

L = Karang Jamuang

Lintasan Hasil Pengujian Sistem Pengendalian

ntuk Menghindari Benda Asing yang Tiba-

Berdasarkan data hasil pengujian, diketahui error

lintasan yang dihasilkan oleh sistem pengendalian. 12

Titik Koordinat yang disebutkan pada Tabel 4.4. di

bawah ini adalah titik koordinat acuan. Namun karena

pelarayan kapal berbeda dengan pengujian

sebelumnya, maka yang digunakan sebagai titik acuan

hanya pada koordinat X. Berikut adalah tabel selisih

ada Sistem Pengendalian

ang Tiba-Tiba

Koordinat XY

Yd Error

Lints

801351 -801351 6

799987 -799987 6

800790 -800790 6

800017 -800017 6

798933 -798933 6

793864 -793864 6

791851 -791851 6

783412 -783412 6

779918 -779918 6

776462 -776462 6

775434 -775434 6

771259 -771259 6

Berdasarkan simulasi perancangan sistem

pengendalian pada manuvering kapal niaga untuk

erairan Tanjung Perak,

Diperoleh suatu rancangan sistem pengendalian

lintasan pada kapal niaga menggunakan fuzzy sugeno

Masukan fuzzy

berupa error yaw (e) dan yaw rate (r). Sedangkan

keluaran fuzzy berupa sinyal command rudder (δc).

masing masukan memilik 7 fungsi

Error yaw memiliki rentang data antara

35 hingga 35. Yaw rate memiliki rentang data -7

hingga 7. Untuk fungsi keanggotaan keluaran fuzzy,

-3, NM = -2, NS

1, ZE = 0, PS = 1, PM = 2 dan PB = 3. Basis

Metode pengambilan

keputusan adalah min atau AND.

menggunakan metode Center of Area (COA).

2. Pengujian sistem pengendalian

diperoleh waktu untuk m

sudut 27,5o yaitu sekitar 470 detik

3. Pengujian sistem pengendalian dengan setpoint

lintasan, menunjukkan respon terbaik pada Pengujian

I dengan error steady state

angka 0,34 %. Sedangkan pada Pengujian II,

minimal mencapai angka 6,1 %.

4. Untuk pengujian dengan halangan benda asing,

masing-masing pengujian telah dapat mengikuti alur

setpoint yang telah ditentukan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Anitasari Ruri, Aisjah, A.S, Masroeri, A.A., 2010,

Perancangan Sistem Kendali Manuver Untuk

Menghindari Tabrakan Pada Kapal Tangki Berbasis

Logika Fuzzy, Surabaya.

[2] Efendi Moch.Aries, Aisjah, A.S., Iskandarianto, F.A.,

2010, Perancangan Kendali

Kecepatan Kapal Pada Jalur Pelayaran Karang

Jamuang – Tanjung Perak Berbasis Logika Fuzzy

Surabaya.

[3] Fossen T.I., 1999, Guidance and Control of Ocean

Vihicles, John Willey and Sons, New York.

[4]. Kovacic Zdenko, Bogdan, Stjepan, 2

Controller Design Theory And Applications

Press.

[5] Lewis Edward V., 1989,

Architecture Second Revision

Architects and Marine Engineers 601 PavoniaAvenue,

Jersey City.

[6] Ray David, 2008, Reforma

Indonesia dan UU Pelayaran Tahun 2008.

[7] Rizianiza Illa, Aisjah, A.S, Masroeri, A.A, 2010,

Design Tracking Control Of Ship Based On Fuzzy

Logic, Surabaya.

[8] Velagic Jasmin, Vukic Zoran, Omerdic Edin, 2001,

Adaptive Fuzzy Ship Autopilot For Track

Bosnia

[9] Yu Zhenyu, Bao Ximping, Nonami Kenzo, 2007,

Mixed H2/H∞ based Course

Small Low Cost Autonomous Boat,

BIODATA PENULIS :

Nama

TTL

Alamat

12A Mojokerto, Jawa Timur

Email

Pendidikan :

• SDN Gedongan 1 Mojokerto

(199

• SLTP

(200

• SMA

(200

• S1 Teknik Fisika FTI

(200

keputusan adalah min atau AND. Untuk defuzzifikasi

menggunakan metode Center of Area (COA).

sistem pengendalian pada setpoint konstan

diperoleh waktu untuk mencapai kestabilan pada

sekitar 470 detik.

Pengujian sistem pengendalian dengan setpoint

lintasan, menunjukkan respon terbaik pada Pengujian

I dengan error steady state (ess) minimal mencapai

%. Sedangkan pada Pengujian II, ess

ka 6,1 %.

Untuk pengujian dengan halangan benda asing,

masing pengujian telah dapat mengikuti alur

tukan.

Anitasari Ruri, Aisjah, A.S, Masroeri, A.A., 2010,

Perancangan Sistem Kendali Manuver Untuk

Menghindari Tabrakan Pada Kapal Tangki Berbasis

Efendi Moch.Aries, Aisjah, A.S., Iskandarianto, F.A.,

Perancangan Kendali Otomatis Haluan dan

Kecepatan Kapal Pada Jalur Pelayaran Karang

Tanjung Perak Berbasis Logika Fuzzy,

Guidance and Control of Ocean

, John Willey and Sons, New York.

Kovacic Zdenko, Bogdan, Stjepan, 2006, Fuzzy

Controller Design Theory And Applications, CRC

Lewis Edward V., 1989, Principles oof Naval

Architecture Second Revision, The Society of Naval

Architects and Marine Engineers 601 PavoniaAvenue,

Reformasi Sektor Pelabuhan

Indonesia dan UU Pelayaran Tahun 2008.

Rizianiza Illa, Aisjah, A.S, Masroeri, A.A, 2010,

Design Tracking Control Of Ship Based On Fuzzy

Velagic Jasmin, Vukic Zoran, Omerdic Edin, 2001,

Autopilot For Track-Keeping,

Yu Zhenyu, Bao Ximping, Nonami Kenzo, 2007,

∞ based Course-following Control for a

Small Low Cost Autonomous Boat, Japan.

: Anita Faruchi

: Mojokerto, 2 Sept 1988

Alamat : Perum Wikarsa Blok B no

ojokerto, Jawa Timur

: [email protected]

Pendidikan :

Gedongan 1 Mojokerto

(1995-2001)

SLTP N 2 Mojokerto

(2001-2004)

N 1 Sooko Mojokerto

(2004-2007)

S1 Teknik Fisika FTI-ITS (2007-2011)

PERANCANGAN SISTEM KONTROL BERBASIS...

Documents

Transcript of PERANCANGAN SISTEM KONTROL BERBASIS...