Studi Komparatif Metode Deteksi Osilasi Non-Linear Berbasis Bicoherence dan Portmanteau Secara Online Pada Industri Proses

YUNIFAR SETYO R, Dr.-Ing. Awang N. I. Wardana, S.T., M.T., M.Sc.; Ir. Agus Arif, M.T.

2022 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Sistem kontrol pada industri proses merupakan sistem yang harus diperhatikan. Performa sistem kontrol dapat menurun karena adanya masalah ketidaklinieran. Ketidaklinieran dapat memberikan dampak buruk pada performa sistem kontrol yang akan mengakibatkan menurunnya kualitas dan kuantitas hasil industri. Masalah ketidaklinieran biasanya disebabkan karena adanya stiction, saturasi, deadband, dan hysteresis. Pada penelitian ini dilakukan deteksi ketidaklinieran secara online. Program deteksi ketidaklinieran dibangun menggunakan metode bicoherence yang dirumuskan oleh Choudhury dan portmanteau yang merupakan pengembangan dari uji Box-Pierce dan uji Ljung-Box. Bicoherence merupakan normalisasi dari bispectrum dan portmanteau adalah analisis statistik berdasarkan uji residuals dari suatu model. Deteksi ketidaklinieran dilakukan pada data variabel proses (PV) dimana data variabel proses dikirimkan melalui Message Queue Telemetry Transport (MQTT). Program deteksi ketidaklinieran diverifikasi secara offline menggunakan data Gaussian, sinusoidal, dan saturasi. Program kemudian diimplementasikan secara online untuk mendeteksi ketidaklinieran dengan jendela olah sebanyak 512 dengan 100 kali pengolahan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bicoherence dan portmanteau mampu mendeteksi ketidaklinieran secara online setelah dilakukan filterisasi pada data sumber. Berdasarkan hasil deteksi online pada data International Stiction Data Base (ISDB) dan South African Council for Automation and Control (SACAC), kedua metode memiliki akurasi kurang lebih sebesar 90%.

The control system in industrial processes is a system that must be considered. Control system performance may decrease due to non-linearity problems. Non-linearity can cause poor performance of the control system, which will decrease the quality and quantity of industrial products. Non-linearity problems are usually caused by stiction, saturation, deadband, and hysteresis. In this study, online non-linearity detection was carried out. The non-linearity detection program was built using the bicoherence method, formulated by Choudhury, and portmanteau, developed based on the Box-Pierce test and the Ljung-Box test. Bicoherence is a normalization of the bispectrum, and portmanteau is a statistical analysis based on the residuals test of a model. Non-linearity detection was carried out on process variable (PV) data sent through Message Queue Telemetry Transport (MQTT). The non-linearity detection program was verified offline using Gaussian, sinusoidal, and saturation data. The program was then implemented online to detect non-linearity with 512 sliding windows with 100 processing times. The results showed that bicoherence and portmanteau could detect non-linearities online after filtering the source data. Based on the results of online detection on International Stiction Data Base (ISDB) and South African Council for Automation and Control (SACAC) data, both methods have an accuracy of approximately 90%.

Kata Kunci : Bicoherence, Portmanteau, Ketidaklinieran, Linearitas