Intelligent fuzzy controller pada proses pengering kayu tenaga surya

SITUMORANG, Zakarias, Promotor Drs. Retantyo Wardoyo,M.Sc., Ph.D

2009 | Disertasi |

Intelligent fuzzy controller digunakan sebagai sebuah controller yang merupakan perpaduan 3 buah pengontrol, yaitu optimal fuzzy controller, fuzzy controller, dan adaptif fuzzy controller. Algoritma prosesnya dibangun dengan menggunakan desain membership function. Algoritma ini disesuaikan dengan plant sistem pengering kayu tenaga surya berdasarkan basis pengetahuan dan pengalaman pada proses pengeringan kayu tenaga panas surya. Rancangan pengontrolan ini menggunakan membership function yang fleksibel dan dibuat dengan mengacu pada output plant dengan kriteria kestabilan sistem dan kinerjanya berupa penguatan proses, konstanta waktu, dan waktu tunda. Sistem kontrol meliputi pengaturan temperatur dan humiditi ruang pengering, temperatur ambien, humiditi ambien sesuai jadwal pengeringan. Fuzzy controller bekerja dalam mempertahankan keadaan ruang pengering dalam temperatur dan humiditi tertentu, pada hal sangat dipengaruhi oleh radiasi surya dan temperatur ambient. Maka dengan menggunakan memanfaatkan Rule Suram yaitu aturan yang berbasis logika fuzzy berdasarkan informasi keadaan cuaca dan kondisi udara. Bentuk membership function setiap variabel keadaan yang dinyatakan oleh nilai error dan change error dalam bentuk fungsi fuzzy set segitiga dan trapesium. Telah diperoleh 8 rule kontrol keluaran dengan memanfaatkan operator logika fuzzy yang diimplementasikan pada alat pengering kayu tenaga surya, kinerja fuzzy controller ini akan mengoptimalkan pemakaian energi surya, untuk meminimalkan konsumsi energi listrik oleh heater. Rule kontrol ini diperlukan untuk mempertahankan suatu kondisi keadaan chamber sesuai jadwal pengeringan kayu. Hasil penerapan fuzzy logic controller yang dilakukan dengan modifikasi nilai membership function parameter-parameternya dengan range [0.5, 1], diperoleh bahwa sistem control bekerja cukup stabil dengan hasil cukup halus dalam mengikuti jadwal pengeringan. Optimal fuzzy controller menggunakan konsep bahwa model proses pengeringan kayu adalah multi model sesuai jadwal pengeringannya, sehingga berdasarkan sistem persamaan keadaan diperoleh penguatan proses untuk setiap tahapannya. Selanjutnya penguatan proses ini dijadwal penggunaannya melalui logika fuzzy. Dalam implementasinya bahwa optimal fuzzy controller dapat digunakan dengan baik untuk mendapatkan kondisi ruang pengering melalui set point temperatur drying dan humiditi drying secepat mungkin dan memaksimalkan pemakaian energi surya. Adaptif fuzzy Controller pada proses pengeringan kayu sangat erat kaitannya dengan jadwal pengeringan yang mengaharuskan humiditi dying yang berubah, tetapi tetap mempertahankan temperatur pada nilai set pointnya. Maka dilakukan analisis parameter priode kontrol yang terkait dengan aktuator. Hal ini dilakukan agar mekanisma adaptasi dapat diimplemetasikan secara maksimal berdasarkan nilai reference dan keadaan ruang pengering. Semua variabel kontrol dianalisa berbasiskan logika fuzzy dan diimplementasikan melalui penjadwalan Rule AFC. Algoritma intelligent fuzzy controller melakukan penjadwalan masing-masing controller dalam pemakaiannya sesuai skedul pengeringan. Selanjutnya kinerja algoritma intelligent fuzzy controller ini dibuat dilakukan dalam bahasa pemrograman BASCOM untuk dilaksanakan oleh microprosesor AVR Atmega 128 pada proses pengeringan kayu tenaga panas surya. Dari hasil implementasi diperoleh bahwa sistem IFC dapat bekerja baik dan handal setelah dilakukan penalaan melalu parameter kontrol dan alarm setting pada IFC, dimana sistem dapat mengikuti jadwal pengeringan secara halus dan terkontrol.

Intelligent fuzzy controller is used a hybrid controller included optimal fuzzy controller, fuzzy controller, and adaptive fuzzy controller. Design of membership function used to constructed algorihtm process. The algorithm was the development by based of knowlege and input-output pairs, and it implemented for a solar energy wood drying process kiln. The membership function must be stability high and fleksible for weather and performance derived from gain process, time constant and time delay of system. The developed control system involves the control of temperature at different zones, of ambient humidity, and of the ambient humidity. The system model is developed using a system identification scheme based on the online input/output data and knowledge accumulated through extensive tests. The knowledge base of the fuzzy tuner is derived from the drying schedule for a specific wood specimen. The fuzzy rule of Suram used to for control system of a wood drying chamber with solar as source of energy. Rule suram based of fuzzy logic with variables of weather is temperature ambient and conditions of air is humidity ambient, it implemented for wood drying process. The membership function of variable of state represented in error value and change error with typical of triangle and trapezium map. Result of Analysis to reach 8 fuzzy rule to control the output system can be constructed in a number of way of weather and conditions of air. It used to minimum of the consumption of electric energy by heater. The rule suram used to stability and equilibrium of schedule of drying in chamber by control of temperature and humidity. The result of implemented of fuzzy rule suram with the modification of membership function in range [0.5, 1] was stabilize and smooth for condition of schedule of drying. Scheduling of gain in Optimal Fuzzy Control for a solar energy wood drying process kiln. The variable control of a solar energy wood drying process kiln are temperature and humidity as to use variable of a drying schedule. Because a drying schedule of wood drying process have multi step process, then approximate of state based a concept of multi system with multi gain of control to reset of value set point of temperature and humidity chamber. The Optimal fuzzy controller of simplified to used for the scheduling of a gain control of model multi system from wood drying process kiln in steady state. From result of simulation by a responses of step obtained a system can be right model, systematic of process, and can be a scheduling of set point drying process, for get at efficient of energy. The fuzzy adaptive controller design incorporates adaptive control based schedule of drying under conditions the temperature of chamber is constant but change for humidity of chamber. Analysis of parameter control and system used mechanism to adapt for set poin in model, condition of chamber represented process control of actuator. Rule AFC was the impact of implementation of fuzzy adaptive controller using fuzzy logic based on analysis. The algorithm of intelligent fuzzy controller used to scheduling of controllers, as schedule of drying. Implemented of algorithm at source of code for microcontroller AVR ATmega 128 with language programming bascom. The results show that the proposed approach for overall control has a great potential for performance improvement when applied to other industrial kilns. Intelligent fuzzy controller is implemented as well and its performance is compared with that of the conventional controller, smoother, robustness and controllability Keyword: Schedule of drying, Intelligent Fuzzy Controller

Kata Kunci : Jadwal pengeringan,Intelligent Fuzzy Controller,Fuzzy controller,Optimal fuzzy controller,Adaptive fuzzy controller