Masalah Kontrol Optimal Fuzzy pada Proses Fuzzifikasi dan Defuzzifikasi (Studi Kasus: Sistem Manipulator pada Kapal Laut)

Soemarsono, Annisa Rahmita (2026) Masalah Kontrol Optimal Fuzzy pada Proses Fuzzifikasi dan Defuzzifikasi (Studi Kasus: Sistem Manipulator pada Kapal Laut). Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7002222001-Doctoral.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Permasalahan kontrol optimal merupakan salah satu permasalahan yang terjadi di banyak sistem dari segala bidang. Teori kontrol optimal berhubungan erat dengan masalah variasi. Teori yang biasa digunakan dalam menyelesaikan masalah kontrol optimal adalah Pontryagin’s Minimum Principle (PMP) atau Linear Quadratic Regulator (LQR). Konsep fuzzy ditambahkan ke dalam teori kontrol optimal karena konsep tersebut banyak digunakan dalam bidang kontrol. Secara umum, ketidakpastian yang ditemukan pada sistem dapat dimodelkan secara matematis sebagai himpunan fuzzy. Jika pada konsep kontrol optimal pada umumnya digunakan fungsi kontinu, maka pada masalah kontrol optimal fuzzy digunakan fungsi fuzzy. Masalah kontrol optimal fuzzy dikonstruksi menggunakan menggunakan fungsi keanggotaan horizontal dan konsep diferensiasi granular dengan memperhatikan karakteristik dari model fuzzy. Konstruksi masalah kontrol optimal fuzzy dilakukan menggunakan fungsi keanggotan horizontal dengan dua parameter. Fungsi keanggotaan horizontal merupakan sifat penting dalam pemodelan dan merupakan fungsi yang tidak ambigu sehingga dapat memberikan kepastian dan konsistensi hasil pada kontrol sistem. Model fuzzy Takagi-Sugeno-Kang merupakan salah satu model yang adaptif, memiliki output tegas yang tidak ambigu, serta mudah diintegrasikan dengan metode kontrol optimal. Hasil konstruksi masalah kontrol optimal fuzzy diimplementasikan pada proses fuzzifikasi dan defuzzifikasi dalam perancangan kendali logika fuzzy. Penerapan masalah kontrol optimal fuzzy sesuai fenomena diperlukan untuk menjamin bahwa terdapat penyelesaian terhadap sistem yang memenuhi masalah kontrol optimal fuzzy. Dalam penelitian ini, sistem manipulator untuk kapal laut digunakan sebagai studi kasus. Sistem manipulator kapal laut difungsikan untuk pengawasan perairan Indonesia (coastal surveillance). Sistem ini merupakan sistem robotik dengan dua derajat kebebasan (sudut azimuth dan elevasi) yang dipasang di atas kapal laut dimana sebagian fisiknya berada di permukaan laut dan sebagian yang lain berada di dalam laut. Pada sistem tersebut terdapat fungsi gangguan berupa simpangan kapal yang berasal dari gelombang laut. Masalah kontrol optimal fuzzy yang diimplementasikan pada sistem manipulator untuk kapal laut menggunakan fungsi keanggotaan horizontal untuk jenis fungsi keanggotaan Gaussian karena fungsi tersebut merupakan fungsi yang smooth dan memiliki dua parameter. Konstruksi masalah kontrol optimal fuzzy berhasil diterapkan pada proses fuzzifikasi dan defuzzifikasi dalam kendala logika fuzzy sistem manipulator pada kapal laut. Kontrol optimal fuzzy yang dihasilkan bersifat robust karena mampu menjaga kinerja sistem meskipun terdapat gangguan.
=================================================================================================================================
Optimal control problems are one of the problems occuring in many systems from all fields. Optimal control theory is related to variation problems. The theory commonly used in solving optimal control problems is Pontryagin's Minimum Principle (PMP) or Linear Quadratic Regulator (LQR). The concept of fuzzy is added to optimal control theory because it is widely used in control field. The uncertainty found in system can be mathematically modeled as a fuzzy set. While the optimal control concept uses continuous functions, fuzzy functions are used in fuzzy optimal control problems (FOCP). FOCP are constructed using horizontal membership function (HMF) and granular differentiation by considering the characteristics of fuzzy model. The construction is carried out using HMF with two parameters. HMF is important properties in modeling and are unambiguous functions providing certainty and consistency of results in system control. Takagi-Sugeno-Kang fuzzy model is one of the adaptive models, has a clear, unambiguous output, and is easy to integrate with optimal control methods. The results of FOCP construction are implemented in the fuzzification and defuzzification processes in the design of fuzzy logic controller (FLC). The application of FOCP according to the phenomenon is needed to ensure that there is a solution to the system that meets FOCP. A manipulator system of ship is used as a case study. It is used for coastal surveillance in Indonesia. It is a robotic system with two degrees of freedom (azimuth and elevation angles) installed on a ship where part of it is physically located on the sea surface and the other part is located in the sea. In the system, there is a disturbance function in the form of ship deviation originating from sea waves. FOCP implemented in the manipulator system of ship uses a HMF for the Gaussian type because it is a smooth function and has two parameters. The construction of FOCP is successfully applied in the fuzzification and defuzzification processes within FLC of the manipulator system of ship. The resulting fuzzy optimal control is robust because it is able to maintain system performance even though there are disturbances.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	diferensiasi granular, fungsi keanggotaan horizontal, fuzzy, kontrol optimal, sistem manipulator, granular differentiation, horizontal membership function, fuzzy, optimal control, manipulator system.
Subjects:	Q Science > QA Mathematics > QA39.3 Fuzzy mathematics Q Science > QA Mathematics > QA614.8 Differentiable dynamical systems Q Science > QA Mathematics > QA9.64 Fuzzy logic Q Science > QA Mathematics > QA248_Fuzzy Sets
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Mathematics > 44002-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Annisa Rahmita Soemarsono
Date Deposited:	11 Feb 2026 08:38
Last Modified:	11 Feb 2026 08:38
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/132379

Actions (login required)

View Item