Simulasi pengendali bandul terbalik berbasis sistem fuzi swa organisasi

ZULWISLI, Dr. Ir. Thomas Sri Widodo, DEA

2008 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Sistem fuzi standar telah berhasil digunakan untuk mengendalikan plant yang kompleks dan memiliki sedikit informasi tentang plant. Kesuksesan sistem fuzi ini ditandai terhadap fakta bahwa strategi kendali nonlinier dapat dinyatakan menyatu dalam kerangka bahasa alamiah. Kerangka ini diperoleh dari ahli dan diimplementasikan sebagai pengendali logika fuzi. Formulasi dilakukan dalam bentuk aturan if-then yang merupakan inti dari sistem fuzi. Aturan if-then didapat dari ahli, yang tentu saja mempunyai keterbatasan. Hal ini menjadi salah satu kelemahan dalam pengembangan aturan if-then. Aturan-aturan yang diperlukan harus tepat, relevan dan lengkap. Perancang sistem harus dapat menjamin bahwa pengendali mampu beroperasi secara memuaskan dan mempertimbangkan efisiensi dalam hal komputasi dengan memakai aturan yang perlu saja. Penelitian ini dimaksud untuk mengatasi keterbatasan ini dengan mengembangkan salah satu sistem fuzi adaptif yaitu sistem fuzi swa organisasi (SOFLC). SOFLC secara otomatis memodifikasi aturan yang diperlukan. SOFLC diujikan pada pendulum terbalik mewakili plant non linier dan kompleks. SOFLC terdiri dua level hirarki yaitu sistem kendali fuzi standar dan modul pemodifikasi. Modul pemodifikasi terdiri tabel indeks kinerja dan algoritma adaptasi untuk memodifikasi aturan yang ada. SOFLC dikembangkan dengan menggunakan bahasa pemrograman MATLAB Versi 7.1.0.246 (R14) Paket 3 dan Simulink. Pada penelitian ini dilakukan tiga jenis pengujian yaitu pengujian dengan variasi sudut awal pendulum dan variasi panjang pendulum. Keberhasilan dan ketangguhan SOFLC ditunjukan melalui hasil yang diperoleh pada penelitian ini. SOFLC mampu meningkatkan semua parameter kendali pada sistem kendali fuzi standar secara signifikan hanya dengan dua kali proses modifikasi. Adaptasi dengan kendali fuzi yang dapat menala fungsi keanggotaan, faktor penskalaan dan semesta pembicaraan merupakan pekerjaanpekerjaan menarik di masa yang akan datang. Aplikasi nyata merupakan tantangan yang tak kalah penting.

Standard fuzzy system have been used to control a wide range of poorly understood plants. Their success was attributed to the fact that inherently nonlinear control strategies, expressed in a natural language framework, could be obtained from human operator and then implemented as a fuzzy controller. The strength and weakness of this approach is the assumption that a fuzzy algorithm, which describes the input, output behaviour of the controller, is available. Fuzzy logic provides a framework for interpreting the vague, linguistic rules, although the process of obtaining such rules from an expert, known as knowledge elicitation. Rules are required to be correct, relevant and complete. The former ensures that the controller operates satisfactorily that only useful knowledge is stored. These problems can be overcome using adaptive or self-organizing fuzzy systems which automatically modificate an appropriate set of rules. This research is aimed to develop self organizing fuzzy logic controller (SOFLC) for overcoming the problem. Modification mechanism is implemented and tested with the nonlinear system inverted pendulum. A SOFLC is a two level hierarchical, rule based type of controller in which the fuzzy control rule base of the FLC is modified by a modification module with the self organizing algorithm while executing the control task. A SOFLC consists of an ordinary fuzzy logic controller at the low level and a modification module at the top level. The modification module, which contains a performance index table and modification algorithm, is responsible for modifying existing rule. An ordinary fuzzy logic controller and a modification module are developed by using MATLAB Version 7.1.0.246 (R14) in m. file programming. This research performs two testing for controlling inverted pendulum, that are variation of initial state of pendulum angle and variation of length of pendulum. The strength of a SOFLC is showed by the result of this research. A SOFLC is able to improve all the control parameters in FLC significantly only two times modification. For the future work, a adaptive fuzzy controller can be proposed as adaptive control schemes which can tune the fuzzy control rule, membership function, scaling factors and universe of discourse. The real of applications are important challenge.

Kata Kunci : Sistem fuzi,Aturan linguistik,Pengendali fuzi,Mekanisme modifikasi,SOFLC, Fuzzy system, Linguistic rules, Fuzzy controller, Modification mechanism, SOFLC.