Kendali Haluan Kapal Dengan Adanya Gangguan Menggunakan Metode Disturbance Compensating-Nonlinear Model Predictive Control(DC-NMPC)

Salsabillah, Andi Sita (2025) Kendali Haluan Kapal Dengan Adanya Gangguan Menggunakan Metode Disturbance Compensating-Nonlinear Model Predictive Control(DC-NMPC). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5002211067-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (13MB) | Request a copy

Abstract

Indonesia sebagai negara kepulauan terbesar di dunia memiliki luas wilayah perairan yang mencapai dua per tiga dari total wilayahnya. Hal ini membutuhkan peran kapal sebagai alat transportasi strategis yang penting dalam menjaga kedaulatan dan keamanan wilayah perairan. Namun, tidak menutup kemungkinan adanya gangguan dari faktor eksternal seperti gelombang laut dan arah angin yang bersifat deterministik dapat memengaruhi kerja dari sistem kendali kapal di perairan. Desain kendali haluan kapal sangat penting dalam navigasi kapal untuk memastikan kapal dapat bergerak sesuai dengan jalur yang telah ditentukan meskipun adanya gangguan pada kapal. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem kendali haluan kapal yang lebih adaptif dan responsif terhadap gangguan pada kapal dengan menggunakan metode Disturbance Compensating-Nonlinear Model Predictive Control (DC-NMPC). DC-NMPC merupakan pengembangan dari metode Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) dengan mengintegrasikan kendali kompensasi gangguan untuk mendapatkan input kendali tambahan yang optimal pada kapal dengan adanya gangguan. DC-NMPC bekerja dengan menghitung estimasi gangguan terlebih dahulu kemudian menghitung kendali kompensasi gangguan tersebut serta optimasi kontrol sudut kemudi (rudder) untuk menjaga stabilitas dan keakuratan navigasi. Model matematika yang digunakan dalam penelitian ini adalah model kapal dengan dua derajat kebebasan (sway) dan (yaw), dimana gangguan deterministik diasumsikan sebagai fungsi periodik dan fungsi step. Penerapan DC-NMPC terbukti mampu mengendalikan kapal dengan adanya gangguan untuk tetap pada lintasan yang sesuai. Nilai RMSE DC-NMPC untuk variabel output terbukti bernilai lebih kecil dibandingkan NMPC yang mengakibatkan DC-NMPC lebih baik dan akurat dalam kendali haluan kapal dengan adanya gangguan.
=======================================================================================================================================
Indonesia, as the largest archipelagic country in the world, has two-thirds of its territory covered by water, making ships a crucial mode of transportation for maintaining maritime sovereignty and security. However, deterministic external factors such as sea waves and wind direction can disrupt ship control systems. Therefore, designing a reliable ship heading control system is essential to ensure the vessel stays on course despite disturbances. This study proposes a more adaptive and responsive control system using the Disturbance Compensating-Nonlinear Model Predictive Control (DC-NMPC) method, which enhances the traditional Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) by incorporating disturbance compensation. DC-NMPC estimates disturbances, computes compensating control actions, and optimizes rudder angle to maintain stability and accuracy in navigation. Using a ship model with two degrees of freedom—sway and yaw—and assuming deterministic disturbances as periodic and step functions, the method has proven effective. Results show that DC-NMPC achieves lower RMSE values for output variables compared to NMPC, indicating superior performance and accuracy in maintaining the ship's heading under disturbed conditions.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Kendali Haluan Kapal, Gangguan Deterministik, DC-NMPC, NMPC Ship Heading Control, Deterministic Disturbances, DC-NMPC, NMPC
Subjects:	Q Science > QA Mathematics > QA401 Mathematical models. Q Science > QA Mathematics > QA402.6 Transportation problems (Programming)
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Mathematics > 44201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Andi Sita Salsabillah
Date Deposited:	31 Jul 2025 09:24
Last Modified:	31 Jul 2025 09:24
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/124971

Actions (login required)

View Item