View
237
Download
2
Category
Preview:
Citation preview
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 : aita_fruchi@yahoo.co.id
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
2 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.12
3 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.10
4 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Typison
5 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.8
6 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar K1158.55
7 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.13
8 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.6
9 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.11
10 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.4
11 = respon kapal menuju ke titik
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:
1 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar West Channel Kamal
2 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.12
3 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.10
4 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Typison
5 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.8
6 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar K1158.55
7 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.13
8 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.6
9 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.11
10 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.4
11 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Karang Jamuang
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
Gambar 4.6 Grafik Lintasan Hasil Pengujian Sistem
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:
1 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar West Channel Kamal
2 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.12
3 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.10
4 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Typison
5 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.8
6 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar K1158.55
7 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.13
8 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.6
9 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.11
10 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Bouy No.4
11 = respon kapal menuju ke titik
koordinat suar Karang Jamuang
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
Gambar 4.9 Grafik Lintasan Hasil Pengujian Sistem
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
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
: aita_fruchi@yahoo.co.id
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)
Recommended