PENGENDALI DERAU SECARA AKTIF MENGGUNAKAN ANFIS (Active Noise Controller Using ANFIS)

Transkripsi

1 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 PENGENDALI DERAU SECARA AKTIF MENGGUNAKAN ANFIS (Active Noise Controer Using ANFIS) Goegoes Dwi Nusantoro ABSTRACT ANFIS Controer used for the reduction of noise activey (active noise canceation, ANC) in a duct, at this research, ony use three input and two membership function of every input and aso two rue so that totaize the parameter used by 20 parameters, good of premis and aso it concequent. Whie agorithm earn used to update its parameter is on ine bacpropagation. Picings got in simuation indicate that the ANFIS controer own the better performance in noise canceation in a frequency area, good of narrowband and aso broadband, compared to by a performance a FIR fiter Fiterd-X LMS agorithm though with the parameter which must be update simmer. Keyword : ANFIS, ANC, Fitered-X LMS agorithm 1. PENDAHULUAN Saah satu aspe dari pengoahan isyarat digita yaitu penapisan adaptif (adaptive fitering), yang teah digunaan secara uas pada sejumah penerapan seperti penghapusan derau secara adaptif (adaptive noise canceation), pemodean adaptif (adaptive modeing), penghapusan gema secara adaptif (adaptive echo canceation), dan ain-ain (Widrow B., et a, 1985). Bahan dewasa ini penerapannya diperuas pada endai derau secara atif (active noise contro, ANC) (Eiott, S.J., et a, 1993). Sistem ANC menggunaan isyarat buatan (artifici signa) dengan besar yang sama serta fasanya berawanan untu menghapusan derau atau bunyi yang tida diinginan (Chang YC., et a, 2000). Geombang austi (austi wave) atau derau yang tida diinginan memberian pengaruh negatif pada manusia. Karena dapat mengaami eceaaan erja aibat pendengaran yang terganggu arena derau. Metode onventiona yang biasa digunaan daam mengendaian atau meemahan derau yang sering disebut endai derau secara pasif (passive noise contro, PNC) memiii esanggupan untu menean derau austi pada freuensi tinggi, namun untu derau austi freuensi rendah, PNC tida dapat beerja secara bai. Misaan untu freuensi yang rendah dibawah 500 Hz, yaitu geombang bunyi yang memiii freuensi 100 Hz aan memiii panjang geombang ira-ira 3,4 m pada ondisi norma (Eiott, S.J., et a, 1993). Ha ini menyebaban materia penyerap derau (noise absorber) etebaannya harus ditambah untu cuup meredusi derau dengan bai, yang menjadiannya tida pratis (Par, H.K., et a, 1999). Berbeda dengan metode pasif, ANC tida hanya dapat menghapusan derau freuensi rendah, tetapi juga bobot, voume dan biaya sistem endai derau secara eseuruhan. Dengan menempatan sistem ANC pada suatu tempat, ia aan mengidentifiasi fungsi aih dari pant austi, dan tranduser seperti speaer dan microphone serta pant sauran (duct pant) untu membangitan isyarat anti derau yang tepat. Banya peneiti teah menerapan agoritma fitered- X (Kuo, S.M., et a, 1999) sebagai pengendai derau secara adaptif arena esederhanaannya. Agoritma fitered-x adaah suatu tapis adaptif yang parameter-parameter bobotnya dapat secara otomatis diperbaharui menggunaan agoritma LMS (east mean square). Pendeatan ini cuup efetif untu meredusi derau freuensi rendah, namun eurangan dari metode ini terdapat pada ecepatan onvergensinya yang ambat. Ha ini disebaban agoritma fitered-x membutuhan Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 19

2 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 uuran angah (step size) yang eci untu memperbaharui parameter-parameter bobotnya agar dapat menjaga estabian unju erja sistem. Perembangan ogia fuzi juga merambah penerapannya daam bidang ini. Sistem ANC yang diusuan oeh Kiperszto menggunaan ogia fuzi yang digunaan untu memperbaharui parameter bobot tapis FIR daam meredusi derau. Penentuan aturan fuzinya diauan dengan oreasi siang antara microphone awa dan microphone ontro serta menggunaan SNR dari estimasi fungsi oreasi siangnya. Hasinya dengan menggunaan agoritma yang diusuan endai fuzi jauh ebih tinggi tingat peemahan derau dibandingan dengan unju erja endai tapis optima inear. Dan endai fuzi ebih mudah daam impementasinya (Kiperszto, O., et a, 1995). Namun teni ogia fuzi menemui esuitan daam menentuan banyanya aturan fuzi yang digunaan yang disebaban oeh perubahan masuan (Vijia S.K.C., et a, 2003). Kesuitan daam menentuan banyanya aturan fuzi dan besarnya parameter-parameter yang digunaan, oeh Chang diatasi dengan menerapan agoritma FXLMS untu memperbaharui parameter-parameter yang terdapat daam endai fuzi. Agoritma fuzi FXLMS teah diterapan untu meredusi derau pada freuensi pita-ebar dan berhasi dengan bai dibandingan dengan tapis FIR FXLMS biasa (Chang C.Y., et a, 2000). Juga daam penerapan yang sama, namun mengganti agoritma beajarnya menggunaan agoritma Fitered-U (Chang C.Y., et a, 2002). Disamping menerapan agoritma fuzi FXLMS daam meredam derau pada freuensi pita-ebar, Chang juga menerapannya daam meredam derau pada freuensi pita-sempit dan pada derau omposit pita-ebar dan pita-sempit (Chang C.Y., et a, 2003). Dengan menggunaan 21 masuan, 7 fungsi eanggotaan gaussian tiap masuan dan 7 aturan, terihat bahwa inerja fuzi FXLMS ebih bai, dibandingan dengan agoritma FXLMS tapis FIR orde 21 daam semua penerapan. Mesipun ebih bai inerjanya dibandingan dengan tapis FIR FXLMS, namun parameter fuzi yang digunaan cuup besar yaitu 301 parameter yang terdiri dari 294 premis dan 7 onseuen. Sedangan parameter bobot yang digunaan tapis FIR FXLMS hanya 21 bobot. Untu itu dengan mengacu daam iteratur (Chang C.Y., et a, 2003), daam peneitian ini digunaan ANFIS dengan agoritma beajar propagasi bai yang diauan secara on-ine dengan menggunaan tota parameter tida ebih banya dari 21 parameter, seperti yang digunaan daam tapis FIR FXLMS. Hasi inerjanya aan dibandingan dengan inerja tapis FIR FXLMS yang teah ditentuan daam iteratur. Permasaahan utama daam peneitian ini adaah bagaimana caranya menerapan ANFIS menggunaan agoritma beajar propagasi bai dan diauan secara on-ine pada sistem ANC. Parameter-parameter yang digunaan daam ANFIS bai premis maupun onseuen tida ebih banya dari parameter-parameter bobot tapis (taps fiter) dari agoritma ANC Fitered-X LMS biasa, yang digunaan sebagai pembanding. Kinerja sistem ini ditunjuan dengan daya derau rerata (ANP, average noise power) dan SNR db (Signa to Noise Ratio) hasi penghapusan derau. Manfaat yang diharapan dari penerapan ANFIS pada sistem ANC adaah daam bidang industri sering ai daam ingungan erja terdapat suara bising atau derau yang cenderung mengurangi enyamanan erja yang ditimbuan oeh mesin-mesin istri yang terdapat daam ingungna industri trersebut. Sehingga sering ai digunaan sistem ANC ini untu mengurang bising atau derau tersebut. Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 20

3 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri Konsep Dasar Kendai Derau Secara Atif Gambar Sistem ANC bidang ebar ana tungga daam suatu sauran (duct). Gambar. Titi pandang identifiasi sistem dari ANC Sistem dasar ANC bidang ebar (broadband) ditunjuan daam Gambar 1 dan digambaran daam eranga sistem identifiasi adaptif daam Gambar 2. Daam Gambar 2 memperihatan suatu tapis adaptif W z yang digunaan untu mengestimasi pant yang tida dietahui. Lintasan primer terdiri dari tanggapan austi dari referensi sensor e sensor gaat dimana peemahan derau diauan. Jia pant adaah dinamis, agoritma adaptif emudian bertugas secara ontinyu untu mengestimasi pant dinamis tersebut seama watu berjaan. Tujuan tapis adaptif W z adaah meminimisasi isyarat gaat sisa. Dari Gambar 2, Ez 0 seteah tapis adaptif W z onvergen. Kita emudian mendapatan W z Pz untu X z 0, yang memperihatan bahwa yn d n. Sehingga etia dan digabungan secara austi maa gaat sisa adaah e n d n yn 0, yang merupaan hasi dari penghapusan sempurna edua suara didasaran prinsip superposisi. P z e n Pengaruh Lintasan Seunder (secondary-path) e n d n P z y n Gambar Penyederhanaan diagram bo ANC Penggunaan tapis adaptif untu penerapan ANC yang ditunjuan daam Gb. 1 adaah rumit, dengan suatu enyataan bahwa simpu penjumah (summing junction) daam Gb. 2 mewaii superposisi austi daam suatu ruang dari oudspeaer penghapus e microphone gaat, dimana derau primer digabungan dengan euaran tapis adaptif. Sehingga diperuan ompensasi untu fungsi aih intasan seunder Sz dari y n e e n, yang mana biasanya berupa ADC, tapis reonstrusi, penguat daya, oudspeaer, microphone dan ain-ain. Untu tujuan anaisis, aan Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 21

4 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 disajian sistem atua daam Gambar 2 dengan bo diagram Gambar 3. Dari Gb. 3, aihragam z dari isyarat gaat adaah E z P z Sz W z X z (2-1) Agoritma Fitered-X LMS (FXLMS) Gambar Diagram bo sistem ANC menggunaan agoritma FXLMS Penempatan fungsi aih intasan seunder edaam suatu pengendai menggunaan standar agoritma LMS yang ditunjuan daam Gb 2-3 secara umum aan menyebaban etidastabian. Ha ini arena isyarat gaat tida secara tepat searas daam watu dengan isyarat referensi, arena eberadan. Ada dua pendeatan untu mengatasi masaah tersebut, pertama menggunaan tapis inverse, S z untu menghiangan pengaruhnya. Kedua S z 1, secara series terhadap S z meetaan suatu tapis identi di intasan isyarat referensi untu memperbaharui bobot dengan agoritma LMS yang sering disebut agoritma FXLMS. Karena tapis inverse tida seau ada untu, maa agoritma FXLMS secara umum ebih efetif. Gambar 2-4 memperihatan diagram bo agoritma FXLMS. S z Penurunan agoritma FXLMS dapat dirunut dari Gb 2-3 dimana isyarat gaatnya adaah e n d n s n w T n x n (2-2) s n dimana n adaah index watu, adaah tanggapan impuse intasan seunder meambangan onvousi inear, serta w n w 0n w1n w T L 1 n x n x n xn 1 xn L 1 adaah vetor-vetor oefisien dan isyarat dari z S z, dan tanda T W, dan L adaah orde tapis. Anggapah suatu fungsi terharap rerata uadarat ˆ 2 n Ee n, maa dengan menggunaan agoritma steepest descent, yang aan memperbaharui vetor oefisien didaam arah gradien negatif dengan uuran angah adaah w n 1 wn ˆ n (2-3) 2 dimana ˆ n adaah estimasi gradien MSE pada watu n. Dari pers. (2-2), dapat diperoeh en sn xn xn, dimana x n x n xn 1 xn L 1 T dan x n sn xn. Sehingga, estimasi gradiennya menjadi ˆ n 2xn e n. (2-4) Mensubstitusian pers. (2-3) dan (2-4), ita dapatan agoritma FXLMS yaitu w n 1 sˆ n x n (2-5) Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 22

5 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 Sedangan untu penerapan ANC, dengan menggunaan tapis tambahan Ŝn mengestimasi intasan seunder meaui isyarat referensi adaah sebagai beriut x n sˆ n x n (2-6) dimana ŝn x n adaah estimasi tanggapan impuse dari tapis intasan seunder Ŝz. untu ANFIS ( Adaptive Neuro - Fuzzy Inference System ) Saah satu ha yang menentuan periau jaringan adaah arsiteturnya atau hubungan antar simpu-simpu daam suatu sistem jaringan. Untu ANFIS sendiri memiii arsitetur yang tergantung dari jenis sistem inferensi yang aan diimpementasian daam jaringan tersebut. Sebagai contoh sistem inferensi ogia fuzi orde pertama mode Sugeno dengan dua masuan dan dua aturan sebagai beriut: Aturan 1: jia x adaah A 1 maa y adaah B 1, maa f 1 =p 1 x+q 1 y+r 1, Aturan 2: jia x adaah A 2 maa y adaah B 2, maa f 2 =p 2 x+q 2 y+r 2. Gambar (a) Mode fuzi Sugeno orde-satu dua mauan dengan dua aturan (b) Kesamaan arsitetur ANFIS-nya. Sistem inferensi ogia fuzi mode Sugeno orde pertama dengan dua masuan dan dua aturan yang ditunjuan daam Gambar 5a bisa diimpementasian pada sistem jaringan adaptif, seperti terihat daam Gambar 5b. Sistem inferensi fuzi mode Sugeno dapat diimpementasian daam jaringan yang terdiri dari ima apis yaitu: Lapis 1 Setiap simpu i daam apis ini adaah simpu ota dengan suatu fungsi simpu 1 Oi Ai ( x ) (2-7) dimana x adaah masuan e simpu i, dan A i adaah abe iquistic (sma, big, d). adaah fungsi eanggotaan A i. Biasanya dipiih A 1 (x) sebagai bentu-be dengan niai masimum 1 dan minimum 0, beriut ini fungsi be tergeneraisasi 1 Ai ( x ), (2-8) b 2 x c i 1 a i atau fungsi Gaussian 2 x c 1 Ai ( x ) exp, (2-9) ai dimana {a i, b i, c I } dan {a i, c i }adaah parameter-parameternya. Parameter-parameter didaam apis ini disebut sebagai paramter premis. Lapis 2 Setiap simpu didaam apis ini adaah simpu ingaran, diambangan oeh yang meauan proses peraian terhadap isyarat-isyarat datang dan mengiriman hasinya euar. Jeasnya, O 1 i Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 23

6 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 i Ai ( x ) Bi ( y), i 1, 2. (2-10) Setiap euaran simpu mewaii uat penyuutan dari suatu aturan. Lapis 3 Setiap simpu didaam apis ini adaah simpu ingaran, diambangan oeh. Simpu e-i menghitung rasio aturan uat penyuutan dengan jumah semua aturan uat penyuutan: i i, i 1, 2. (2-11) 1 2 Untu mudahnya, euaran-euaran dari apis ini seanjutnya aan disebut uat penyuutan ternormaisasi (normaized-firing strengths). Lapis 4 Setiap simpu tungga didaam apis ini merupaan simpu ota dengan fungsi simpu 4 Oi i f i i ( pi x qi y ri ), (2-12) dimana adaah euaran dari apis 3, dan {p i, q i, r i } adaah himpunan parameter. Parameter-parameter didaam apis ini seanjutnya aan disebut parameter-parameter onseuen. Lapis 5 Simpu tungga didaam apis ini adaah simpu ingaran yang diabean oeh yang menghitung eseuruhan euaran sebagai penjumahan dari semua isyarat datang (incoming signa) yaitu 5 i i f i O1 eseuruhan euaran i f i (2-13) i i i i 3. RENCANA PENELITIAN Peneitian ini diauan dengan mengacu pada mode sauran (duct) yang terdapat daam iteratur (Chang, YC., et a, 2003). Sebeum meangah ebih jauh daam tahap-tahap peneitian ada bainya ditampian diagram bo dari sistem ANC pada suatu sauran (duct) yang aan digunaan daam peneitian ini (Chang, YC., et a, 2003). Gambar Sistem ANC pada suatu sauran (duct) Sistem ANC biasa ana tungga pada suatu sauran (duct), diperihatan daam Gb. 1. Dimana daam mode pant, z P z meambangan fungsi aih H p mewaii speaer primer dan sauran austi (acoustic duct), x mewaii sampe derau yang tida diinginan dan gaat sisa (residua error) e merupaan gaat yang aan memperbaharui parameter bobot tapis adaptif yang diuur oeh microphone gaat. Isyarat euaran agoritma FXLMS u menjaanan suatu speaer anti-derau dengan fungsi aih H s z, daam upaya menghapusan derau yang tida Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 24

7 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 dinginan yang terdapat daam sauran. H e z mewaii fungsi aih intasan gaat yang merupaan jara antara speaer seunder dengan microphone gaat. Dari Gb. 1 beserta uraiannya dapat ditentuan secara umum tiga jaannya peneitian sebagai beriut: 1. Menentuan agoritma FXLMS onventiona (pada tapis FIR) untu penghapusan derau secara atif pada suatu sauran. 2. Menentuan arsitetur ANFIS untu penghapusan derau secara atif pada suatu sauran. Agoritma FXLMS Untu Sistem ANC. Dari Gb 1. sistem ANC ana tungga dapat diturunan esepadanan diagram bo agoritma FXLMS-nya seperti terihat daam Gb. 2. Orde e-(n+1) ANC adaptif dengan parameter-parameter bobot aan diperbaharui dengan agoritma FXLMS. Sehingga, derau sisa menjadi W e Gambar Diagram bo sistem ANC tapis FIR FXLMS. t e xh pphe M p W XHs He M p (3-3) dimana parameter-parameter bobot dan runtun derau masuannya adaah W w 0, w1,, w N T (3-4) X x, x1,, xn T. (3-5) Estimasi gradien yang sesuai dari sistem adaptif pada watu sampe e- diberian oeh persamaan beriut: 2 ˆ e W 2e X Hs He M p (3-6) dimana parameter-parameter bobot yang diperbaharui dengan agoritma LMS menjadi W 1 W 2 e X Hs He M p. (3-7) Persamaan ini berbeda dari agoritma LMS yang biasa: W 1 W 2 e X (3-8) Agoritma ANFIS Untu Sistem ANC. sient zone x H p (z) P(z) + H e (z) M p (z) e acoustic path H s (z) artificia path ANFIS Controer u Gambar Arsitetur sistem ANC menggunaan pengendai ANFIS Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 25

8 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 Beriut ini angah-angah perancangan pengendai ANFIS-nya: Langah 1 : Mengacu pada Gb. 3, hubungan masuan-euaran pengendai ANFIS dapat dibuat seperti terihat daam Gambar 3-9. Keuaran tapis FIR orde (moving average) masuan sebanya ANFIS orde sebanya M N 1 diperoeh dari proses rerata N 1 cupian (samping) masuan isyarat derau, dari sini dapat digunaan N 1 cupian yang teah au untu merancang tapis ANFIS. Untu tapis N 1, pada sistem ANC dapat didefinisian himpunan fuzzy untu setiap cupian data masuan derau x i F i dengan fungsi eanggotaan tipe Gaussian beriut ini : 2 1 x i x i, X i exp (3-9) Fi 2 x i dengan =1,2,,M dan i=0,1,2,,n, sedangan adaah nomer cupian. Pada persamaan tersebut, adaah pusat (center) dan adaah standar deviasi dari fungsi Gaussian. Jia x i xi menurut iteratur (Chang, YC., et a, 2003), pada pengendai fuzinya menggunaan N=20 dan M=7 yang artinya menggunaan tota parameter yang harus diperbaharui sebanya 301 parameter. Sedangan untu ANC tapis FIR FXLMS hanya menggunaan 21 bobot parameter yang merupaan orde tapis FIRnya. Untu itu daam peneitian ini hanya menggunaan parameter sebanya seitar urang dari parameter yang dimiii oeh ANC biasa. Dengan menggunaan N 3 dan M 2 yang artinya menggunaan parameter tota sebanya 20 parameter terdiri dari 12 parameter premis dan 8 parameter onseuen serta niai awa standar deviasi sebesar. Sehingga setiap cupi masuan x i memiii dua abe inguisti (Negatif [N] dan Positif [P]) yang terdistribusi pada jangauan masuan antara [ 1 1] seperti yang terihat daam Gb 5. Langah 2 : Mendefinisian M aturan fuzi IF-THEN dengan tipe Taagi-Sugeno (Fuzzy Inference Engine) seperti beriut: Rue : IF x is F0 and IF x1 is F1 and IF xn is FN THEN (3-10) u a0 a1x a2 x 1 a N xn 1 dimana =1,2,,M. Niai awa untu parameter inearnya dapat dipiih niai no. Bagian premis dari aturan fuzi merupaan uat penyuutan (fire strength) dari aturan fuzi yang dapat dirumusan sebagai beriut, w N Xi. (3-11) Fi 1 i 0 Bagian euaran dari pengendai ANFIS dapat disusun dari mode inferensi fuzi Taagi- Sugeno, dengan menggunaan pers. (3-10)-(3-11) seperti terihat dibawah ini, 0,2 u M w u 1 M w 1 M 1 w u (3-12) Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 26

9 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 dimana 1, 2, 3,, M adaah banyanya aturan dan adaah nomor cupian. Pers. (3-12) juga dapat disebut sebagai tapis FIR ANFIS, yang berau sebagai sebuah tapis anti-derau untu meredam gangguan yang tida diinginan. Langah 3 : Untu meminimisasi daya isyarat derau sisa (residua noise) atau gaat pada daerah tenang (sient zone), dapat diauan dengan mengurangan isyarat derau (sebagai target). Kuadrat gaat cupian e- dapat dinyataan sebagai: u dengan euaran ANFIS e 1 d u 2 (3-13) 2 Beriut ini formua agoritma ANFIS untu memperbarui bobot parameter dan xi, dimana, pada setiap watu cupian e-: a 0,, a i, P a0, 1 a0, e (3-14) q P ai, 1 ai, e x i (3-15) q x i x, x i i, 1 x i, e 2 (3-16) xi, 2 x i x, i xi, 1 xi, e 3 (3-17) xi, P w (3-18) 7 q p (3-19) 1 u u p (3-20) q dan dimana adaah sebuah onstanta biangan positif eci, sedangan 1,2,, M dan i 1,2,, N. Pers. (3-14)-(3-17) didapatan dari gradien pers. (3-13) dengan mengacu pada masing-masing parameter yang terdapat pada pers. (3-9) dan (3-12). Daam peneitian ini, niai awa ditentuan berdasaran euaran pant, dimana terdapat niai tunda yang menyebaban euaran pant berniai no. Untu itu dapat ditentuan niai xi, 0 dan xi, 0 seperti Langah 1 dan memiih 1 H pp u0 x. (3-21) Hs, x i,, Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 27

10 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 Karena euaran pant tertunda maa semua parameter inear dipiih sama dengan no yang menyebabab euaran ANFIS u uo o. Kemudian seteah speaer seunder Hs atif, maa anti-derau buatan aan menjadi, yang aan mengompensasi derau yang tida x H p P diinginan pada daerah tenang (sient zone). Proses perbaharuan (up date) parameter diauan secara on-ine dan diauan seteah watu tunda dari pant. Gambar arsitetur ANFIS yang digunaan daam peneitian ini dapat diihat dibawah ini beserta peta aturannya. x() x() P 1 z -1 x(-1) N 1 P 2 w 1 w 1 f 1 w i f i u() z -1 x(-2) N 2 P 3 w 2 w 2 f 2 w i N 3 Gambar Arsitetur ANFIS yang digunaan daam peneitian Gambar Fungsi eanggotaan untu tiap masuan Tabe 1. Peta aturan ANFIS yang digunaan. Premis Konseuen x x -1 x -2 u Rue 1 N 1 N 2 N 3 f 1 a01 a11x a21x 1 a31x 2 Rue 2 P 1 P 2 P 3 f 2 a02 a12x a22x 1 a32x 2 4. ANALISIS HASIL PERCOBAAN Beberapa hasi percobaan aan disajian disini untu mendemonstrasian emampuan agoritma FXLMS biasa dan ANFIS untu meredam atau meredusi derau pada sistem ANC. Percobaan pertama (EXP1) menggunaan isyarat pita-sempit (narrowband) yaitu isyarat sinus periodis 250 Hz sebagai derau yang tida diinginan. Percobaan edua (EXP2) menggunaan ombinasi isyarat sinus periodis dengan freuensi yang berdeatan yaitu 240 Hz dan 250 Hz. Pada percobaan etiga (EXP3) menggunaan isyarat pita-ebar (broadband) yaitu isyarat derau aca sebagai derau yang aan diemahan. Dan terahir menggunaan ombinasi derau pita-sempit dan derau pita-ebar, yaitu derau isyarat sinus periodis dengan freuensi 250 Hz dan derau aca pitaebar. Percobaan diauan dengan dengan mencari uuran angah, μ pada sintem ANC FX-LMS biasa dan uuran angah, η pada masing-masing parameter ANFIS yang aan menghasian inerja terbai dengan cara coba dan gaat (try and error) yang diauan seama 0.1 deti atau sebanya 201 data untu EXP1 serta EXP2 dan 1 deti atau sebanya 1001 data untu EXP3 dan EXP4 dengan freuensi cupi (samping frequency) sebesar 2000 Hz. Kemudian hasinya disajian daam bentu tabe untu masing-masing percobaan. Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 28

11 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 Hasi Percobaan EXP1 Dari hasi-hasi percobaan tapis FIR FXLMS dapat meredam derau dengan bai namun ANFIS menghasian inerja yang ebih bai, pengaturan atau redusi derau yang ebih cepat dan menghasian derau sisa yang ebih eci dibanding sistem ANC FXLMS biasa.uuran angah untu tapis FIR FXLMS adaah. Dan untu parameter-parameter ahir ANFIS hasi proses pentaaan dengan agoritma beajar propagasi bai dapat diihat seperti beriut : 1 0,6122 0,01 12 center 1 0,0556 sigma 0,01 4, ,7232 0,01 0,6051 0,1348 2,334e 017 0,1348 0, inear. 0,8316 0,2384 0,1684 0, ,02 Hasi Percobaan EXP2 Pada Gambar 4-10 disajian parameter-parameter bobot (fiter taps) seteah proses peemahan yang niai awanya no dengan uuran angah. Dan untu parameterparameter ahir ANFIS hasi proses pentaaan dengan agoritma beajar propagasi bai dapat diihat seperti beriut : 1 0,9997 0,1996 0,2019 center 1 0,9997 sigma 0,1989 0, ,9998 0,1979 0,2005 0,7541 0,3536 0,2465 1,346e 005 inear. 0,8296 0,2458 0,1708 1,383e 005 0,02 Hasi Percobaan EXP3 Pada percobaan ai ini gangguan pada daerah broadband freuensi juga suit diredam dengan agoritma FXLMS biasa sebainya dengan menggunaan ANFIS, mampu meredam broadband random noise hingga 40 db. Terihat dengan jeas bahwa ANFIS dapat mengendaian broadband noise secara ebih bai, dibandingan dengan menggunaan agoritma FXLMS biasa. Uuran angah tapis FIR FXLMS 0, 001. Dan untu parameter-parameter ahir ANFIS hasi proses pentaaan dengan agoritma beajar propagasi bai dapat diihat seperti beriut : 1 0,9713 0, ,5677 center 1 0,9847 sigma 0,01 0, ,9842 0,001 0,3283 0,2315 inear 1 0,0643 2,435e 005 0, ,068e 005 0, , Hasi Percobaan EXP4 Contoh terahir, menggunaan ombinasi broadband noise dan narrowband noise sebagai isyarat gangguan, tepatnya sinya gangguan narrowband dengan freuensi 250 Hz dicampur dengan derau aca. Kinerjanya dapat dibagi menjadi dua daerah, yaitu derau pada daerah narrowband yang Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 29

12 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri 2008 dapat diredam oeh edua agoritma. Tetapi derau broadband hanya dapat diredam dengan sistem ANC ANFIS. Simuasi ini membutian bahwa inerja sistem ANC ANFIS ebih bai dibandingan sistem ANC FXLMS biasa.uuran angah tapis FIR FXLMS. Dan untu parameter-parameter ahir ANFIS hasi proses pentaaan dengan agoritma beajar propagasi bai dapat diihat sebagai beriut : 1 0,6704 0,01 4,939 center 1 0,7385 sigma 0,01 3, ,9804 0,01 0,2176 0, , , , inear. 1 1,944e 006 1,879e007 0, Dari hasi simuasi di atas dapat diihat bahwa agoritma FXLMS biasa dapat mengontro derau pada freuensi rendah, tetapi derau freuensi tinggi hanya berurang antra -3 db sampai dengan -5 db. Tetapi ANFIS dapat mengurangi derau freuensi tinggi secara ebih bai. Pengurangan derau freuensi rendah sampai 60 db dan pengurangan freuensi tinggi sampai dengan -40 db. Jadi dapat diihat bahwa tida hanya ecepatan onvergensi saja yang meningat tetapi juga derau sisa yang ebih eci pada sistem ANC ANFIS. Jia dibandingan dengan sistem ANC yang ain, sistem ANC ANFIS ini tida memeruan omputasi yang ompe dan tida peru fungsi aih pant intasan suara, dan inerja peredaman derau juga meningat. Seanjutnya arena sistem ANC ANFIS ini dapat meauan pengaturan bobot sendiri maa sistem ini dapat disusun secara ebih mudah pada saat awa dan derau sisa dapat diminimisasi daam watu urang dari ratusan miideti. Beriut ini disajian tabe dari inerja sistem ANC FXLMS biasa dan ANFIS yang didapat dari percobaan: Tabe 2. Hasi inerja sistem ANC dari percobaan ANC FXLMS ANC ANFIS EXP ANP SNR ANP SNR 1 0, ,7145 0, ,75 2 0,0827-8,3055 0, ,44 3 0,9490-0,3585 0, ,25 4-1,0729-1,5393 0, ,83 0, Kesimpuan Pengendai ANFIS yang digunaan daam peneitian ini hanya menggunaan tiga masuan, dua fungsi eanggotaan tiap masuan dan dua aturan sehingga tota parameter yang digunaan adaah 20 parameter bai premis maupun onseuennya. Sedangan agoritma beajar yang digunaan untu memperbaharui parameternya adaah propagasi bai yang diauan secara onine. Dengan esederhanaan arsitetur tersebut, pengendai ANFIS teah mampu membangitan suatu tapis ANC untu meredam derau yang tida diinginan pada suatu sauran (duct). Dimana tida diperuan agi fungsi aih sensor dan atuator serta pant sauran daam perancangan pengendainya. Hasi-hasi yang didapat daam simuasi menunjuan bahwa endai ANFIS memiii inerja yang ebih bai dibandingan dengan tapis FIR FXLMS mesipun dengan parameterparameter yang harus diperbaharui ebih sediit. Hasi peemahan derau pada freuensi pita-sempit yang menggunaan isyarat periodis sinus 250 Hz dan isyarat omposit sebagai isyarat deraunya, pada tapis FIR FXLMS memiii daya derau rerata (average noise power, ANP) sebesar 0,0266 serta 0,0827 dan SNR sebesar 12,00626 db dan Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 30

13 Jurna Imiah Tenoogi dan Informasi ASIA Vo. 2 No. 2 Apri ,3055 db. Sedangan dengan menggunaan endai ANFIS didapatan ANP sebesar 0,00626 dan SNR sebesar 43,75 db serta 31,44 db. Hasi peemahan derau pada freuensi pita-ebar yang menggunaan isyarat derau aca dan ompositnya sebagai isyarat gangguanya, pada tapis FIR FXLMS memiii daya derau rerata (average noise power, ANP) sebesar 0,9490 serta -1,0729 dan SNR sebesar 0,3585 dbserta 1,5393 db. Sedangan dengan menggunaan endai ANFIS didapatan ANP sebesar 0, serta 0, dan SNR sebesar 43,25 db serta 61,83 db. 6. DAFTAR PUSTAKA Chang-Y. C., Kuo-K. S., dan Kuo, M.-C., Sef-tuning controer with fuzzy fitered-x agorithm, Circuits and Systems I: Eectronics Letters, Voume: 36, Issue: 2, 20 Jan Ha: Chang-Y. C., Kuo-K. S., dan Kuo, M.-C., Sef-tuning controer with fuzzy fitered-u agorithm for The Appication of Active Noise Canceation, IEEE, Trans. On Circuits and Systems I:, Voume: 49, NO: 2, 9 September Ha: Chang-Y. C., dan Kuo-K. S., Active noise canceation with fuzzy Adaptive fitered-x agorithm, Circuits, Devices and Systems, IEE Proceedings [see aso IEE Proceedings G- Circuits, Devices and Systems], Voume: 150, Issue: 5, 6 Oct. 2003, Pages: Crawford, D.H., Stewart, R.W., Toma, E., Digita signa processing strategies for active noise contro, Eectronics & Communication Engineering Journa, Vo: 9, ha: Eiott, S.J., Neson, P.A. 1993, Active noise contro, Signa Processing Magazine, IEEE, Voume: 10, ha: Jang, J.-S.Roger, ANFIS: Adaptive-Networ-based Fuzzy Inference Systems, IEEE, Trans. on Systems, Man and Cybernetics. Jang, J.-S.R., Chuen-Tsai Sun. 1995, Neuro-fuzzy modeing and contro, Proceedings of the IEEE,Voume: 83, Issue: 3, Ha: Jang, J.-S.R., Chuen-Tsai Sun dan Mizutani E., 1997, Neuro-Fuzzy and Soft Computing, Prentice- Ha Internationa, Inc, New Jersey. Kiperszto, O.; Hammond, R., The use of fuzzy ogic in active noise contro, Proceedings of ISUMA - NAFIPS '95 The Third Internationa Symposium on Uncertainty Modeing and Anaysis and Annua Conference of the North American Fuzzy Information Processing Society, ha: Kuo, S.M., Morgan, D.R. 1999, Active noise contro: a tutoria review, Proceedings of the IEEE, Voume: 87, ha: Par, Hee-Kyoung, Seong-Gon Kong, Neuro-fuzzy contro system for adaptive noise canceation, Fuzzy Systems Conference Proceedings, FUZZ-IEEE ' IEEE Internationa, Vo. 3, Aug. 1999, Ha: Widrow, B., Stearns, S. D. 1985, Adaptive Signa Processing, Prentice Ha, New Jersey. Vijia, S.K.C, Renganathan, S. and Johnson S., 2003, Suppression of materna ECG from feta ECG using neuro fuzzy ogic technique Proceedings of the Internationa Joint Conference on, Voume: 2, Juy 2003 Pages: Seoah Tinggi Manajemen Informatia dan Komputer ASIA Maang 31