PARTICLE SWARM OPTIMIZATION FUZZY LOGIC CONTROLER UNTUK PENYEARAH SATU FASA

dokumen-dokumen yang mirip
Optimisasi Injeksi Daya Aktif dan Reaktif Dalam Penempatan Distributed Generator (DG) Menggunakan Fuzzy - Particle Swarm Optimization (FPSO)

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Presentasi Tugas Akhir

Optimasi Parameter Kontroler PID Berbasis Particle Swarm Optimization untuk Pengendalian Kecepatan Motor Induksi Tiga Fase

PENILAIAN KINERJA DOSEN DENGAN MENGGUNAKAN METODE SUGENO

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Rekonfigurasi jaring distribusi untuk meningkatkan indeks keandalan dengan mengurangi rugi daya nyata pada sistem distribusi Surabaya.

PERANCANGAN ALGORITMA BELAJAR JARINGAN SYARAF TIRUAN MENGGUNAKAN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION (PSO)

Penerapan Metode Fuzzy Mamdani Pada Rem Otomatis Mobil Cerdas

Dynamic Optimal Power Flow dengan kurva biaya pembangkitan tidak mulus menggunakan Particle Swarm Optimization

peralatan-peralatan industri maupun rumah tangga seperti pada fan, blower, pumps,

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: ( Print)

BAB I PENDAHULUAN. jumlah ketersediaan yang semakin menipis dan semakin mahal, membuat biaya

Tutorial Particle Swarm Optimization

1 BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENENTUAN JALUR TERPENDEK PADA APLIKASI OJEK ONLINE GO-JEK DENGAN PROBABILISTIC NEURAL NETWORK (PNN) DAN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION (PSO)

JOBSHEET SISTEM CERDAS REASONING 2. Fuzzifikasi

BAB 1 PENDAHULUAN. Logika fuzzy memberikan solusi praktis dan ekonomis untuk mengendalikan

BAB 2 2. LANDASAN TEORI

PERBANDINGAN ALGORITMA PARTICLE SWARM OPTIMIZATION DAN REGRESI PADA PERAMALAN WAKTU BEBAN PUNCAK

Menentukan Harga Beras Sesuai Mutu Kualitas Beras dengan Logika Fuzzy Mamdani

BAB I PENDAHULUAN. menimbulkan permasalahan kualitas daya. Komponen power

BAB III METODE FUZZY MAMDANI

Pengontrolan Sistem Eksiter Untuk Kestabilan Tegangan Di Sistem Single Machine Infinite Bus (SMIB) Menggunakan Metode PID

FUNGSI GRIEWANK DAN PENENTUAN NILAI OPTIMUMNYA MENGGUNAKAN ALGORITMA STROBERI. Tri Nadiani Solihah

Pengaturan Kecepatan Motor DC Menggunakan Kendali Hybrid PID-Fuzzy

Metode Mamdani Untuk Klasifikasi Dalam Prediksi Indeks Pembangunan Manusia Di Kota Banda Aceh

Rekonfigurasi jaring distribusi untuk meningkatkan indeks keandalan dengan mengurangi rugi daya nyata pada sistem distribusi Surabaya.

SWARM GENETIC ALGORITHM, SUATU HIBRIDA DARI ALGORITMA GENETIKA DAN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION. Taufan Mahardhika 1

Analisis Pengaruh Pemilihan Fuzzy Membership Function Terhadap Output Sebuah Sistem Fuzzy Logic

Perancangan Graphical User Interface untuk Pengendalian Suhu pada Stirred Tank Heater Berbasis Microsoft Visual Basic 6.0

PENGOPTIMALAN UMPAN BALIK LINEAR QUADRATIC REGULATOR PADA LOAD FREQUENCY CONTROL MENGGUNAKAN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Optimasi PSO Untuk Peramalan Harga Emas Secara Rentet Waktu

DESAIN FREKUENSI KONTROL PADA HIBRID WIND-DIESEL DENGAN PID- PARTICLE SWARM OPTIMIZATION

Implementasi automatic clustering menggunakan particle swarm optimization dan genetic algorithm pada data kemahasiswaan

DAFTAR ISI.. LEMBAR PENGESAHAN SURAT PERNYATAAN ABSTRAK.. ABSTRACT... DAFTAR TABEL.. DAFTAR PERSAMAAN..

DESAIN KONTROL INVERTED PENDULUM DENGAN METODE KONTROL ROBUST FUZZY

Team project 2017 Dony Pratidana S. Hum Bima Agus Setyawan S. IIP

PENERAPAN FUZZY LOGIC CONTROLLER UNTUK MEMPERTAHANKAN KESETABILAN SISTEM AKIBAT PERUBAHAN DEADTIME PADA SISTEM KONTROL PROSES DENGAN DEADTIME

Kontrol Kecepatan Motor Induksi Menggunakan Metode PID-Fuzzy

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Reduksi Harmonisa dan Ketidakseimbangan Tegangan menggunakan Hybrid Active Power Filter Tiga Fasa berbasis ADALINE-Fuzzy

BAB I PENDAHULUAN. sumber energi tenaga angin, sumber energi tenaga air, hingga sumber energi tenaga

DENIA FADILA RUSMAN

FUNGSI ACKLEY DAN PENCARIAN NILAI OPTIMUMNYA MENGGUNAKAN ALGORITMA STROBERI. Muhamad Fadilah Universitas Jenderal Soedirman

Ahmadi *1), Richa Watiasih a), Ferry Wimbanu A a)

BAB II: TINJAUAN PUSTAKA

SKRIPSI. Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.

OPTIMASI PEMBANGKITAN EKONOMIS PADA UNIT-UNIT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL TELAGA MENGGUNAKAN MODIFIKASI PARTICLE SWARM OPTIMIZATION (MPSO).

ANALISIS PERBANDINGAN METODE JARINGAN SYARAF TIRUAN DAN REGRESI LINEAR BERGANDA PADA PRAKIRAAN CUACA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PERANCANGAN MODEL PREDICTIVE TORQUE CONTROL (MPTC) UNTUK PENGATURAN KECEPATAN MOTOR INDUKSI 3 PHASA DENGAN ROBUST STATOR FLUX OBSERVER

Optimisasi Kontroler PID dan Dual Input Power System Stabilizer (DIPSS) pada Single Machine Infinite Bus (SMIB) menggunakan Firefly Algorithm (FA)

BAB I PENDAHULUAN Tujuan Merancang dan merealisasikan robot pengikut dinding dengan menerapkan algoritma logika fuzzy.

PERBANDINGAN KINERJA METODE K-HARMONIC MEANS DAN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION UNTUK KLASTERISASI DATA

JURNAL GAUSSIAN, Volume 1, Nomor 1, Tahun 2012, Halaman Online di:

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Oleh : Kikin Khoirur Roziqin Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Mochammad Ashari, M.Eng. Ir. Sjamsjul Anam, M.T.

SIMULASI OPTIMASI PENEMPATAN KAPASITOR MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY DAN ALGORITMA GENETIKA PADA SISTEM TEGANGAN MENENGAH REGION JAWA BARAT

LOGIKA FUZZY PADA PROSES PELET PAKAN IKAN

Aplikasi Kendali Fuzzy Logic untuk Pengaturan Kecepatan Motor Universal

Simulasi Pengaturan Lalu Lintas Menggunakan Logika Fuzzy

Kontrol Kecepatan Motor DC Berbasis Logika Fuzzy (DC Motor Speed Control Based on Fuzzy Logic)

Optimasi Metode Fuzzy Dengan Algoritma Genetika Pada Kontrol Motor Induksi

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Kata kunci : Governor, load frequency control, fuzzy logic controller

Andriani Parastiwi. Kata-kata kunci : Buck converter, Boost converter, Photovoltaic, Fuzzy Logic

BABI PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

OPTIMISASI SISTEM KONTROL LOGIKA FUZZY PADA MOTOR DC BERBASIS MODIFIED QUANTUM PARTICLE SWARM OPTIMIZATION (MQPSO)

SKRIPSI. Disusun Oleh: NUR ANITA AGUSTIYANA

BAB III METODOLOGI 3.1. PENDAHULUAN

Penerapan Adaptive Genetic Algorithm dengan Fuzzy Logic Controller pada Capacitated Vehicle Routing Problem

Desain Sistem Kontrol Functional Electrical Stimulation menggunakan Fuzzy orde 2

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

ANALISIS RULE INFERENSI SUGENO DALAM SISTEM PENDUKUNG PENGAMBILAN KEPUTUSAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

Aplikasi Fuzzy Logic Controller untuk Active Power Filter Tiga Fasa Tipe Shunt

Rancang Bangun Pengatur Tegangan Otomatis pada Generator Ac 1 Fasa Menggunakan Kendali PID (Proportional Integral Derivative)

SISTEM PENGENDALIAN PERSEDIAAN DENGAN PERMINTAAN DAN PASOKAN TIDAK PASTI (Studi Kasus pada PT.XYZ) AYU TRI SEPTADIANTI

PREDIKSI BANJIR SUNGAI CITARUM DENGAN LOGIKA FUZZY HASIL ALGORITMA PARTICLE SWARM OPTIMIZATION

MENEMUKAN AKAR PERSAMAAN POLINOMIAL MENGGUNAKAN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION

LOGIKA FUZZY. Dr. Ade Gafar Abdullah JPTE-UPI

Herry gunawan wibisono Pembimbing : Ir. Syamsul Arifin, MT

PERANCANGAN PENGENDALI POSISI LINIER UNTUK MOTOR DC DENGAN MENGGUNAKAN PID

Model Kendali Samar Berbasis PC Menggunakan Port USB

OPTIMALISASI CRANE ANTI AYUN KONTROLER PD-LQR DENGAN ALGORITMA UPSO UNTUK MENINGKATKAN EFESIENSI PROSES BONGKAR MUAT

Rancang Bangun Sistem Kontrol Level dan Pressure Steam Generator pada Simulator Mixing Process di Workshop Instrumentasi

SIMULASI APLIKASI ANFIS (ADAPTIVE NEURO-FUZZY INFERENCE SYSTEM) TIRUAN PID PADA PENGENDALIAN TINGGI PERMUKAAN AIR

DESAIN KONTROL INVERTED PENDULUM DENGAN METODE KONTROL ROBUST FUZZY

Swarm Optimization (Pso) untuk Tuning Pengendali Model Predictive Control (Mpc) pada Quadruple Tank

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Lima metode defuzzifikasi ini dibandingkan dengan mengimplementasikan pada pengaturan kecepatan motor DC.

JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN ISSN : VOL. 6 NO. 2 September 2013

Perancangan Filter Harmonisa Pasif untuk Sistem Distribusi Radial Tidak Seimbang

MODUL 8 APLIKASI NEURAL NETWORK DAN FUZZY LOGIC PADA PERKIRAAN CUACA

Transkripsi:

PARTICLE SWARM OPTIMIZATION FUZZY LOGIC CONTROLER UNTUK PENYEARAH SATU FASA Ilham Pakaya 1, Pressa Perdana 2 Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya, Indonesia ilhampakaya@gmail.com Abstrak Dalam penelitian ini, sebuah metode telah diusulkan untuk menemukan fungsi keanggotaan optimal dari sebuah sistem fuzzy menggunakan algoritma particle swarm optimization (PSO). Sebuah algoritma yang menggabungkan kontrol logika fuzzy dan algoritma PSO digunakan untuk merancang pengendali tegangan untuk sistem penyearah satu fasa. Untuk menunjukkan keefektivitasan dari algoritma yang diusulkan, algoritma ini digunakan untuk mengoptimalkan fungsi keanggotaan segitiga dari model fuzzy dari sebuah sistem penyearah satu fasa nonlinier sebagai studi kasus. Hal ini jelas membuktikan bahwa fungsi keanggotaan (MFs) yang dioptimalkan memberikan kinerja yang lebih baik dari model fuzzy untuk sistem yang sama ketika MFs belum didefinisikan. Kata kunci- penyearah satu fasa, fuzzy logic, PSO Abstract In this paper, a method has been proposed for finding the optimum membership functions of a fuzzy system using particle swarm optimization (PSO) algorithm. A algorithm combined from fuzzy logic control and PSO algorithm is used to design a voltage controller for a single phase rectifier. To exhibit the effectiveness of proposed algorithm, it is used to optimize the Triangular membership functions of the fuzzy model of a nonlinear single phase rectifier system as a case study. It is clearly proved that the optimized membership functions (MFs) provided better performance than a fuzzy model for the same system, when the MF s were defined. Keywords- rectifier; fuzzy logic; PSO 1

PENDAHULUAN Perangkat switching semikonduktor modern yang saat ini digunakan dalam berbagai macam beban rumah tangga dan industri, seperti uninteruptable power supply, adjustable speed drive, tanur listrik, dan rectifier pengendali thyristor untuk mengendalikan dan menyearahkan listrik bolak-balik. Penyearah satu fasa termasuk jenis reaksi kompleks dengan kenonlinearan, dan sulit untuk dikontrol oleh metode konvensional. Dalam spektrum pengendali parameter tetap konvensional, peningkatan dan parameter lain mungkin tidak secara ideal sesuai dengan seluruh spektrum operasi. Perkembangan teknologi digital telah membuat hal tersebut memungkinkan untuk dikembangkan dan pengimplementasian peningkatan kontroller secara modern dan teknik yang lebih canggih. Namun, untuk menghindari kompleksitas komputasi yang merupakan karakteristik pengendali nonlinear, dapat menjadi algoritma alternatif yang sederhana dan cocok. Alasan utama untuk memulai memunculkan metode yang kuat dan fleksibel adalah keterbatasan pendekatan tradisional dalam menangani batasan-batasan yang ada [3]. Logika fuzzy berbasis penyearah satu fasa (FLSPR) menunjukkan potensi besar dalam meningkatkan kinerja pengaturan tegangan. Algoritma PSO dan logika fuzzy telah menunjukkan kemampuan tinggi untuk mengatasi masalah-masalah yang disebutkan sebelumnya [1]. Keberhasilan logika fuzzy merupakan bukti kekokohan metode ini dalam membuktikan pengaplikasian di lingkungan nyata. Akan tetapi, diperlukan sebuah metode yang efisien untuk men-tuning MFs dengan tujuan meminimalkan tindakan kesalahan keluaran atau memaksimalkan kemampuan indeks. Teknik optimasi PSO adalah sebuah teknik pencarian stokastik melalui lingkup ruang masalah berdimensi-n yang bertujuan minimalisasi (atau maksimalisasi) dari fungsi tujuan dari masalah [5]. Penelitian ini memanfaatkan sistem dari strategi pengendalian yang didasarkan pada kombinasi logika fuzzy dan teknik optimasi PSO. Tujuannya adalah untuk mengontrol tegangan penyearah satu fasa saat terjadi perubahan set point. Software MATLAB digunakan untuk merancang dan mensimulasikan kontroller tersebut. Kinerja pengendali yang diusulkan telah dipertimbangkan berdasarkan jumlah kesalahan persegi (SSE). Hasil yang didapatkan jelas menunjukkan bahwa strategi pengendalian PSO- memberikan kinerja yang dapat diterima sehubungan dengan perubahan fungsional dari proses tersebut. Model Penyearah Satu Fasa Penyearah dikenal sebagai konverter AC-DC yang mengkonversi tegangan AC menjadi tegangan DC [4]. Penyearah satu fasa banyak digunakan dalam industri skala kecil, peralatan rumah tangga, peralatan kantor, pengendali pencahayaan, pengendali pemanas dan lain-lain. Peralatan penyearah berjenis semikonverter menggunakan thyristor satu fasa berjenis silicon control rectifierpenyearah pengendali silikon (SCR). 2

Gambar 2. Perbedaan Boolean Logic dan Fuzzy Logic Gambar 1. Model Penyearah Satu Fasa Loop Terbuka Gambar 1 menunjukkan model sistem loop terbuka penyearah satu fasa dengan tegangan referensi dari 100 V.Dengan penambahan beban secara paralel, diharapkan sistem ini dapat mempertahankan tegangan output, maka diperlukan suatu sistem yang kuat, dengan menggunakan beberapa kontrol. Algoritma Fuzzy Logic Controller Sistem fuzzy ditemukan pertama kali oleh Prof. Lotfi Zadeh pada pertengahan tahun 1960 di Universitas California. Sistem fuzzy diciptakan karena boolean logic tidak mempunyai ketelitian yang tinggi, hanya mempunyai logika 0 dan 1 saja. Sehingga untuk membuat sistem yang mempunyai ketelitian yang tinggi tidak dapat menggunakan boolean logic. Perbedaan fuzzy logic dengan boolean logic terlihat pada gambar 2 dibawah ini. Pada gambar di atas, merupakan perbedaan antara logika bolean dengan logika fuzzy. Dimana logika fuzzy menggunakan parameter membership function sebagai indikator pendekatan pada kondisi nyata. Karena pada kenyataan di lapangan, parameter yang digunakan tidak selalu sama. Kontroler logika fuzzy dikategorikan dalam kontrol cerdas (intelligent control). Unit logika fuzzy memiliki kemampuan menyelesaikan masalah perilaku sistem yang komplek, yang tidak dimiliki oleh kontroller konvensional. Secara umum kontroller logika fuzzy memiliki kemampuan sebagai berikut: 1. Beroperasi tanpa campur tangan manusia secara langsung, tetapi memiliki efektifitas yang sama dengan kontroler manusia. 2. Mampu menangani sistem-sistem yang komplek, non-linier dan tidak stasioner. 3. Memenuhi spesifikasi operasional dan kriteria kinerja. 4. Strukturnya sederhana, kokoh dan beroperasi real time. Kebanyakan proses di dalam sistem pengendalian merupakan proses yang komplek. Proses-proses tersebut pada kenyataannya bisa dikontrol secara manual dengan hasil yang cukup baik, oleh 3

operator. Operator tersebut adalah tenaga terampil yang mengandalkan pengalaman praktis, tanpa dilatarbelakangi teori-teori sistem pengendalian yang rumit. Pengalaman tersebut diperoleh dalam waktu yang lama, sehingga pengendalian yang dilakukan sepenuhnya bersifat intuitif. Untuk mendesain sistem pengendalian otomatis bagi proses proses tersebut, diperlukan motode khusus, dalam hal ini digunakan teori logika fuzzy. Berdasarkan penjelasan di atas, Algoritma utama dari fuzzy logic controller () dibangun berdasarkan pengetahuan keahlian yang berupa perilaku berbasis aturan [3]. Secara umum aturan dieksplisitkan dalam bentuk: Jika input 1 adalah A dan masukan 2 adalah B maka output adalah C. Dimana anteseden A dan B dinyatakan oleh MFs. Ada dua jenis ekspresi untuk konsekuen C. Dalam jenis Tagaki- Sugeno, C dinyatakan sebagai kombinasi linear dari semua masukan. Di sisi lain, jika jenis Mamdani yang digunakan, C dinyatakan oleh satu set MFs. Prosedur yang digunakan untuk menghitung aksi kontrol secara keseluruhan di ditentukan oleh berbagai jenis proses defuzzifikasi. Secara umum, metode pusat daerah (CoA) biasanya digunakan, di mana output u* dihitung sebagai: (1) Prinsip dasar dalam loop ditunjukkan pada Gambar 3. Sistem ini terdiri dari tiga langkah utama berurutan, yaitu fuzzifikasi, mesin Inference dan Defuzzifikasi. Fuzzifikasi mengkonversi nilai crisp (nilai-real) menjadi anggota fuzzy set, sementara defuzzifikasi mengubah output fuzzy yang ditentukan oleh mesin inferensi menjadi nilai crisp. Gambar 3. Diagram blok untuk algoritma Algoritma Particle Swarm Optimization Particle swarm optimization (PSO) diperkenalkan pada tahun 1995 oleh Kennedy dan Eberhart pada tahun 1995 [1,2]. PSO adalah suatu metode pencarian nilai optimal yang terinspirasi oleh kegiatan/pola dari burung dan ikan dalam mencari makanan. Sifat burung dan ikan yang mencari makanan dalam suatu kelompok besar sehingga jika salah satu anggota menemukan makanan maka akan memberitahukan kepada yang lain agar semua anggota dapat ikut menikmati, menunjukkan suatu pola optimisasi yang jelas. Yaitu bagaimana mencapai tujuan dengan cepat dan tepat. Suatu teknik optimisasi yang berbasis pada populasi. Populasi PSO disebut dengan swarm. Pada sistem PSO beberapa kandidat yang telah diinisialisasi kemudian dievaluasi secara bersamaan. Setiap kandidat yang menghasilkan solusi disebut sebagai partikel. Karakteristik dari partikel ini adalah akan bergerak pada ruang lingkup permasalahan untuk mencari nilai optimum. Metode optimasi yang didasarkan pada swarm intelligence ini disebut algoritma behaviorally inspired sebagai alternatif dari algoritma genetika, 4

yang sering disebut evolution-based procedures. Sebuah partikel yang bergerak akan belajar dari pengalaman partikel tersebut yang terdahulu seiring dengan bergeraknya waktu. Setiap partikel akan selalu mengatur posisi diri sendiri berdasarkan pada pengalaman dari partikel di sekitar. Apabila suatu partikel menemukan posisi yang terbaik untuk menghasilkan nilai optimal, maka partikel-partikel lain di sekitarnya akan bergerak untuk mendekati posisi tersebut. Partikel-partikel tersebut akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-beda untuk mendekati posisi terbaik yang ditemukan oleh partikel terdahulu. Kecepatan suatu partikel untuk bergerak dapat dihitung dengan menggunakan informasi dari : (i) kecepatan sekarang, (ii) jarak antara posisi semula dengan posisi terbaik yang telah ditemukan. Sebagai contoh, misalnya perilaku burung-burung dalam dalam kawanan burung. Meskipun setiap burung mempunyai keterbatasan dalam hal kecerdasan, biasanya ia akan mengikuti kebiasaan (rule) seperti berikut : 1. Seekor burung tidak berada terlalu dekat dengan burung yang lain 2. Burung tersebut akan mengarahkan terbangnya ke arah rata-rata keseluruhan burung 3. Akan memposisikan diri dengan ratarata posisi burung yang lain dengan menjaga sehingga jarak antar burung dalam kawanan itu tidak terlalu jauh Dengan demikian perilaku kawanan burung akan didasarkan pada kombinasi dari 3 faktor simpel berikut: 1. Kohesi - terbang bersama 2. Separasi - jangan terlalu dekat 3. Penyesuaian (alignment) - mengikuti arah bersama Jadi PSO dikembangkan dengan berdasarkan pada model berikut: 1. Ketika seekor burung mendekati target atau makanan (atau bisa minimum atau maximum suatu fungsi tujuan) secara cepat mengirim informasi kepada burung-burung yang lain dalam kawanan tertentu 2. Burung yang lain akan mengikuti arah menuju ke makanan tetapi tidak secara langsung 3. Ada komponen yang tergantung pada pikiran setiap burung, yaitu memorinya tentang apa yang sudah dilewati pada waktu sebelumnya. Model ini akan disimulasikan dalam ruang dengan dimensi tertentu dengan sejumlah iterasi sehingga di setiap iterasi, posisi partikel akan semakin mengarah ke target yang dituju (minimasi atau maksimasi fungsi). Ini dilakukan hingga maksimum iterasi dicapai atau bisa juga digunakan kriteria penghentian yang lain. Meskipun beberapa modifikasi pada algoritma swarm asli telah dilakukan untuk meningkatkan kinerja dan disesuaikan dengan jenis masalah tertentu, versi seri sebelumnya telah sukses diimplementasika. Berdasarkan konsep/ analogi dari PSO di atas, maka algoritma PSO secara lebih jelas dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut: Setiap partikel individu i memiliki sifat-sifat sebagai berikut: Posisi saat ini di ruang pencarian, x id, dengan kecepatan gerakan, v id dan sebuah posisi perseorangan terbaik di sebuah ruang pencarian, p id 5

Sebuah posisi perseorangan terbaik, p id, sesuai dengan posisi dalam ruang pencarian di mana partikel i menghadirkan sebuah kesalahan terkecil yang ditentukan oleh fungsi obyektif f, dengan asumsi tugas untuk meminimalisasi kesalahan tersebut. Posisi terbaik global yang ditandai oleh kehadiran posisi partikel yang menghasilkan kesalahan terkecil di antara semua partikel p gd tersebut Selama iterasi setiap partikel dalam swarm diperbarui dengan menggunakan dua persamaan berikut: v id (t+1)= w.v id (t)+c 1.r 1.(p id -x id (t))+c 2.r 2. (p gd -x id (t)) (2) x id (t+1) = x id (t)+ v id (t+1) (3) Dimana v id (t+1) dan v id (t) merupakan kecepatan partikel terbaru dan kecepatan pertikel saat ini, x id (t+1) and x id (t) merupakan posisi partikel terbaru dan posisi partikel saat ini, c 1 dan c 2 adalah konstanta positif, dan r 1 dan r 2 merupakan unit angka acak di dalam jangkauan [0,l], dan w merupakan momen berat. Secara umum diagram alur (flowchart) dari Particle Swarm Optimization ditampilkan pada gambar 4 sebagai berikut, dimana proses dimulai dengan inisialisasi letak sumber dan kecepatan partikel. Kemudian menentukan kecepatan dari masing-masing partikel hingga ditemukan posisi dari yang dicari. Proses ini akan terus berlangsung hingga didapatkan posisi terbaik. Proses pencarian nilai optimal akan berhenti setelah iterasi maksimum tercapai, sebelum iterasi itu tercapai maka proses pencarian posisi baru dan proses perkembangan velocity akan terus terjadi. START Inisialisasi Current Position dan Velocity Fungsi Objektif Update Velocity, Pers (4) Update Position, Pers (5) Update Individual Best Update Global Best YA Iterasi Maks STOP TIDAK Gambar 4. Diagram alir algoritma PSO Desain Optimal Fuzzy Logic Controller Pendekatan menggunakan PSO untuk mengatur MF dari ditunjukkan pada Gambar 5. Dalam proses PSO yang diusulkan, setiap partikel dibentuk untuk mewakili parameter MF dari input dan output. Tujuan dari PSO adalah untuk meminimalkan kesalahan kontrol, sedangkan fungsi obyektif dari PSO didefinisikan sebagai: (4) Dimana t f adalah total running time dari, ε adalah control errot dari. Model ini terdiri dari sistem multiinput single output (MISO) dengan sejumlah-n input. Input tersebut adalah m 1,.. m n. Ada beberapa asumsi dalam perumusan model yang akan digunakan. Asumsi ini harus didefinisikan dan tersedia dalam sistem advance sebagai dasar 6

integrasi algoritma hybrid ini. Asumsi yang digunakan adalah sebagai berikut: a. Fungsi keanggotaan segitiga yang digunakan untuk variabel input dan output. b. Aturan-dasar lengkap yang dipertimbangkan. Sebuah aturan dianggap selesai ketika semua kemungkinan kombinasi dari fungsi keanggotaan masukan dari semua variabel input berpartisipasi dalam pembentukan aturan-dasar fuzzy. Integrasi antara permasalahan logika optimasi adalah sebagai berikut: a) Parameter tersebut berupa nilai ratarata dan standar deviasi dari masingmasing fungsi keanggotaan fuzzy. b) Parameter ini bertindak sebagai partikel dan nilai kecocokan terbaik global. c) Proses optimasi dimulai dengan nilai inisial dari parameter. d) Setelah parameter diatur menggunakan metode optimasi, parameter ini akan digunakan untuk memeriksa performansi dari logika fuzzy e) Proses ini diulan secara terus menerus sampai tujuan tercapai. Metode optimisasi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. dimulai dengan memberi nilai awal dari parameterparameter dan menjalankan fungsi fitness untuk memperoleh nilai baru untuk parameter fungsi keanggotaan. Nilai baru ini akan digunakan dalam studi kasus yang akan dipertimbangkan di penelitian ini. Dimensi ruang partikel ini mewakili nilai parameter fungsi keanggotaan fuzzy. Kolom pertama menunjukkan variabel input dan variabel output. Semua input dan output dari MFs menjadi berbeda tergantung dari posisi baru mereka. Ukuran partikel untuk mewakili fungsi keanggotaan segitiga dari variabel input dan variabel output untuk sebuah model sebanyak tiga partikel. N START Initialization Evaluate the initial particles to get pbest and gbest Next Iteration t = t +1 Get particle positions Evaluated update particles to get new pbest and gbest Update fuzzy set parameters (L1,L2,L3) to build Fuzzy MF model Stoping criteria statisfied? Get the optimal fuzzy set values END Gambar 5. Diagram alir dari PSO untuk Fungsi keanggotaan Y SIMULASI DAN HASIL Untuk mengatasi pengontrolan penyearah satu fasa, model persamaan secara perhitungan berdasarkan pemodelan pada simulator digunakan dalam penelitian ini. Simulator yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan software matlab, yang ditampilkan seperti gambar 6 berikut ini. 7

Gambar 8. Output MFs untuk konvensional Gambar 6. Model Penyearah Satu Fasa Loop Tertutup Conventional Nilai awal dari MFs dari untuk input dan output ditunjukkan pada Gambar 7. dan Gambar 8. berikut ini. Ketiga fungsi input menggunakan sistem matematis berupa segitiga fuzzy. MFs didefinisikan sebagai NL, ZE dan PL. Kesatuan dari nilai input MFs ini adalah mereka berada pada range [-1,1]. Delapan aturan fuzzy telah dipertimbangkan untuk membangun dasar-dasar aturan fuzzy. Kontroller fuzzy telah didesaim dan diuji berdasrkan mekanisme intervensi mamdani. Gambar 7. Input MFs untuk konvensional Penentuan luas atau pun lebar segitiga di atas dilakukan dengan melihat karakteristik sistem saat dijalankan. Jadi, saat simulasi, setiap step perubahan sistem akan dilihat dan dievaluasi secara manual. Hal ini lah yang membedakan sistem fuzzy konvensional dengan fuzzy yang ditala dengan menggunakan PSO. Fuzzy yang ditala secara manua, masih ada kemungkainan nilai optimum terbaik akan terlewat. Delapan aturan fuzzy telah dikembangkan untuk membangun dasardasar aturan fuzzy. Aturan-aturan tersebut adalah sebagai berikut ini : If (ERROR in NL) and (D-ERROR) is NL) then (OUTPUT is NL) (1) If (ERROR in NL) and (D-ERROR) is ZE) then (OUTPUT is NL) (1) If (ERROR in NL) and (D-ERROR) is PL) then (OUTPUT is ZE) (1) If (ERROR in ZE) and (D-ERROR) is NL) then (OUTPUT is NL) (1) If (ERROR in ZE) and (D-ERROR) is ZE) then (OUTPUT is ZE) (1) If (ERROR in PL) and (D-ERROR) is NL) then (OUTPUT is ZE) (1) If (ERROR in PL) and (D-ERROR) is ZE) then (OUTPUT is mf3) (1) If (ERROR in PL) and (D-ERROR) is PL) then (OUTPUT is mf3) (1) Aturan-aturan tersebut berfungsi sebagai algoritma matematika untuk 8

mencocokkan keadaan inputan dengan hasil yang diharapkan. Untuk mengevaluasi manfaat dari masing-masing kontroler fuzzy, penjumlahan dari error kuadrat (SSE) yang diberikan oleh persamaan (5) untuk mengevaluasi kriteria kinerja (5) Persamaan di di atas memberikan arti bahwa hasil akhir dari sistem fuzzy, menggunakan penjumlahan luas bangunan. Atau biasa dikenal dengan sistem Mamdani. Jadi, nilai input yang berupa ERROR dan D-ERROR akan digabungkan dan dicocokkan dengan nilai output. Hasilnya adalah berupa luasan yang kemudian dicari nilai rata-ratanya. PSO menala parameter Semua MFS yang digunakan dalam ini adalah berbentuk segitiga. Parameter-parameter yang menentukan MFs adalah nilai L dari masing-masing MF. Gambar 9-11 menampilkan MFs yang dioptimalkan oleh masing-masing. Kriteria ini digunakan oleh PSO untuk mengevaluasi kecocokan masing-masing kandidat solusi. Karena ada 2 input dan 1 output MFS, ada total 3 parameter yang perlu disetel. Tabel IV menunjukkan parameter MF sebelum dan sesudah proses tuning PSO. Gambar 9. Pengoptimalan masukan "error" MFS untuk PSO- Gambar 10. Proses optimalisasi masukan delta error (perubahan kesalahan) MFS untuk PSO- Gambar. 11 Proses optimalisasi masukan MFS untuk PSO- Tabel 1. Parameter PSO untuk penyearah satu fasa Parameter Value C1 1.2 C2 0.8 Inertia w factor 0.5 Number Of particle 50 Searching 200 iterations Fitness SSE Tabel 2. nilai SSE Control Variabel SSE Conventional 0.004672 Tuned (PSO- 0.003511 ) Dari Tabel 2. di atas dapat kita lihat bahwa nilai error yang dihasilkan oleh PSO- lebih kecil dibandingkan nilai error sistem dengan menggunakan fuzzy konvensional. Hal itu karena sistem PSO mampu mendeteksi hasil optimum dari sistem yang diaplikasikan. 9

Current (A) Voltage (V) Jurnal Ilmiah Edutic /Vol.1, No.1, Nopember 2014 ISSN 2407-4489 Tabel 3. Perbedaan parameter dibandingkan dengan PSO -. Parameter PSO L1 0.5 0.1923 L2 0.5 0.1614 L3 0.25 0.4722 L4 0.75 0.5221 180 160 140 120 100 (a) 80 60 40 20 0-20 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 Time (s) 40 35 30 25 20 15 10 5 (b) Gambar 11. Respon tegangan (a) dan arus (b) sistem menggunakan PSO Fuzzy Tabel 4. Nilai tegangan output berdasarkan perubahan beban Actual Actual Voltage Current Teg. Ref. (V) 100 Load Ohm Voltage Step Respons for PSO - 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 Time (s) PSO PSO 100 98.5 99.9 9.78 9.99 100 99.1 99.9 19.8 19.9 100 99.0 99.9 29.8 29.9 100 99.0 99.9 39.7 39.8 Berdasarkan Tabel 3 di atas, dan juga dapat lebih jelas dilihat pada Gambar 7-10, nilai input dan output yang berupa segitiga mempunyai yang berbeda. Pada Gambar 9 dan Gambar 10, Nilai segitiga yang ditala dengan menggunakan PSO lebih tidak simetris. Walau terlihat digambar simetris, namun ketidak-simetrisannya dapat dilihat dengan jelas pada tabel 3. Akan tetapi, ketidaksimetrisan itu membuat hasil error yang didapat lebih minimum. Nilai error yang lebih minimum tersebut tentu membuat output yang dihasilkan tidak berbeda jauh dengan nilai yang diinginkan. Tabel 4 menunjukkan perbedaan nilai tegangan yang diinginkan dengan nilai tegangan saat simulasi. Algoritma PSO- menghasilkan nilai tegangan output/ tegangan simulasi mendekati nilai tegangan yang diinginkan/ tegangan referensi. Nilai perbedaan itu lebih minimum, jika dibandingkan dengan nilai perbedaan tegangan pada sistem fuzzy konvensional. Berdasarkan nilai capaian itu, tidak dapat diragukan lagi bahwa PSO- lebih akurat dan lebih ampuh dibandingkan dengan sistem fuzzy konvensional. KESIMPULAN Hasil penelitian menunjukkan dengan jelas, bahwa yang dioptimalkan menggunakan algoritma particle swarm optimization memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan kontroler konvensional untuk menjaga tegangan output dari penyearah dengan perubahan dan penambahan beban. Titik berat penelitian ini berada pada penyearah satu fasa yang dikendalikan melalui dua kontroler Fuzzy yang berbeda. Menurut hasil dari simulasi komputer, 10

dengan algoritma PSO lebih baik dari konvensional tanpa algoritma PSO. Kerugian utama dari kontroler fuzzy adalah kekurangan dalam mendesain teknik fuzzy secara analisis (pemilihan aturan, fungsi keanggotaan dan faktor skala). Oleh karena itu controller PSO- memberikan peningkatan ketahanan dan hasil yang sangat baik di bandingkan dengan pengontrolan konvensional. DAFTAR PUSTAKA [1] Eberhart, R. and Kennedy, I. A new optimizer using particle swarm theory. Symposium on Micro Machine and Human Science, 39-43, 1995. [2] J. Kennedy and R.C. Eberhart, Particle swarm optimization, Proceeding of the 1995 IEEE International Conference on Neural Networks (Perth, Australia), IEEE Service Centre, 1995. [3] Zadeh, L. A., Fuzzy Sets, Information Control, 330-353, 1965 [4] Muhammad H. Rashid. Power Electronics Circuits, Devices and Application. Upper Saddle River, NJ, Prentice Hall, 2004. [5] G. Coath and S. Halgamuge. A Comparison of Constraint-handling Methods for the Application of Particle Swarm Optimization to Constrained Nonlinear Optimization Problems. In Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation 11