Perancangan Sistem Kendali Heading dan Kedalaman Kapal Selam dengan Menggunakan Kontrol Logika Fuzzy

Dededaka, Josua Joel Jireh (2018) Perancangan Sistem Kendali Heading dan Kedalaman Kapal Selam dengan Menggunakan Kontrol Logika Fuzzy. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
04211440000018-Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version

Download (2MB) | Preview

Abstract

Perbedaan utama kapal selam dengan kapal permukaan adalah kemampuannya bergerak secara tiga dimensi, dimana kapal permukaan hanya dapat bergerak pada bidang horizontal.. Dalam melakukan manuver di bawah permukaan air, dibutuhkan sebuah sistem kendali. Kendali manuver kapal selam dilakukan dengan mengatur sudut aktuator berupa rudder dan stern plane. Metode kontrol yang umum dipakai adalah metode kontrol PID (Proportional, Integral, and Derivative), sehingga dibutuhkan model matematika dengan tingkat akurasi yang tinggi atau tuning yang dilakukan oleh pengguna. Metode sistem kendali alternatif yang digunakan pada tugas akhir ini adalah kendali logika fuzzy. Kelebihan kendali logika fuzzy terletak pada kesederhanaan dan kemampuan untuk bekerja secara lebih fleksibel dalam berbagai kondisi. Fungsi kontrol logika fuzzy pada perancangan ini adalah menerima masukan berupa error yaw dan yaw rate kemudian menghasilkan keluaran berupa besar sudut rudder sebagai aktuator sistem kendali heading, dan pada sistem kendali kedalaman masukan error kedalaman dan heave rate kemudian menghasilkan keluaran berupa besar sudut stern plane sebagai aktuator sistem kendali kedalaman, sesuai dengan kaidah logika fuzzy. Penelitian diawali dengan pemodelan 3D, kemudian dilanjutkan dengan pemodelan matematis kapal selam. Setelah model matematis diperoleh, dilanjutkan dengan merancang sistem kendali fuzzy. Pada penelitian ini dilakukan perbandingan antara kendali fuzzy dan kendali PID. Simulasi sistem kendali yang dilakukan berupa simulasi sistem kendali heading dan kedalaman dengan setpoint konstan dan setpoint berubah. Pada simulasi sistem kendali heading dengan setpoint konstan (30o) diperoleh performansi kendali fuzzy dengan delay time selama 150,224 s, rise time dan settling time selama 650,191 s, tanpa adanya overshoot dan steady-state error. Pada simulasi sistem kendali kedalaman dengan setpoint konstan (50 m) diperoleh performansi kendali fuzzy dengan delay time selama 123,762 s, rise time selama 264,831, terjadi overshoot pada detik ke 289,543 sebesar 0,61 m, settling time selama 452,705 s dan steady-state error sebesar 0,07 m. Apabila dibandingkan dengan kendali PID, pada sistem kendali heading, kendali fuzzy memiliki delay time dan rise time yang lebih lama, namun tidak terjadi overshoot, sementara pada sistem kendali kedalaman, kendali fuzzy memiliki delay time yang lebih lambat namun rise time yang lebih cepat, overshoot yang terjadi dengan menggunakan kendali PID lebih besar dan settling time kendali PID lebih lama. Kendali fuzzy dapat dijadikan alternative pengganti kendali PID pada kapal selam. ========================================================================================================= The main difference between a submarine and a surface ship is its ability to move in three dimensions, where the surface vessel can only move on a horizontal plane. When performing maneuvers below the water surface, a control system is required. Submarine maneuver control is done by adjusting the actuator angle of rudder and stern plane. Control methods commonly used are PID control methods (Proportional, Integral, and Derivative), therefore it requires a mathematical model with a high degree of accuracy or manual tuning performed by the user. The method of alternative control system used in this final project is fuzzy logic control. The advantage of fuzzy logic control lies in the simplicity and ability to work more flexibly in various conditions. The fuzzy logic control function in this design is to receive the input of yaw error and yaw rate and then produce the output of the rudder angle as the actuator, for the depth control system, the controller receive the input of depth error and heave rate then produce the output of the stern plane angle as the actuator, in accordance with the rules of fuzzy logic. The research begins with 3D modeling, followed by submarine mathematical modeling. Once the mathematical model is obtained, proceed with designing a fuzzy control system. In this research, the comparison between fuzzy control and PID control is done. Control system simulation is done in the form of simulation of heading control system and depth with constant setpoint and changing setpoint. In the simulation of heading control system with constant setpoint (30o) fuzzy control performs with delay time of 150,224 s, rise time and settling time of 650,191 s, with no overshoot and steady-state error. In simulation of depth control system with constant setpoint (50 m), fuzzy control performs with delay time of 123,762 s, rise time of 264,831, overshoot at 289,543 seconds for 0,61 m, settling time of 452,705 s and steady-state error of 0.07 m. Compared to PID control, for the heading control system, fuzzy control has longer delay time and rise time, but no overshoot, while for the depth control system, fuzzy control has a slower delay time but faster rise time, the overshoot occurs by using PID control is larger and PID control has longer settling time. Fuzzy control can be an alternative to PID control on submarines.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Additional Information: RSSP 623.825 7 Ded p-1 3100018077993
Uncontrolled Keywords: Kapal Selam, Kendali Heading, Kendali Kedalaman, Kontrol Logika Fuzzy
Subjects: Q Science > QA Mathematics > QA9.64 Fuzzy logic
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ213 Automatic control.
V Naval Science > V Naval Science (General)
Divisions: Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36202-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Josua Joel Jireh Dededaka
Date Deposited: 08 Dec 2020 04:31
Last Modified: 08 Dec 2020 04:31
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/56279

Actions (login required)

View Item View Item