Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Ujian Terbuka

Materi presentasi Ujian Terbuka Disertasi 19 Januari 2015
by

Bambang Siswoyo

on 21 January 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Ujian Terbuka

Satu Kontroler Logika Fuzzy digunakan untuk melayani
6 kanal
diproses secara bergantian.
Prof. Ir. ING Wardana, M.Eng., Ph.D.
Promotor
Ir. Bambang Siswoyo, MT
NIM. 0830610003
DESAIN ARSITEKTUR KONTROLER LOGIKA FUZZY KOMPAK ENAM KANAL
UNTUK MOTOR SERVO ROBOT MANIPULATOR
DENGAN METODE MULTIPLEK
BERBASIS TEKNOLOGI FPGA (FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY)

JUDUL DISERTASI
Melayani enam kanal
Robot Manipulator untuk Industri Manufaktur
MOTOR SERVO
Untuk memposisikan sendi
Robot Manipulator
dengan sistem kontrol untai tertutup
(
Closed Loop Control System
)
Dr.Eng Yudy Surya Irawan, ST., M.Eng.
Ko-Promotor
Dr.Eng Moch. Agus Choiron, ST., MT.
Ko-Promotor
Prof. Abraham Lomi, MSEE
Penguji
Ir. Purnomo Budi Santoso, MSc., PhD.
Penguji
Muhammad Aziz Muslim, ST., MT., Ph.D.
Penguji
PROGRAM DOKTOR TEKNIK MESIN
MINAT TEKNIK MATERIAL & MANUFAKTUR

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG, 19 JANUARI 2015

TUJUAN
Mendesain arsitektur kontroler logika fuzzy enam kanal untuk motor servo robot manipulator dengan metode multiplek berbasis teknologi FPGA memiliki spesifikasi:

Menggunakan komponen internal FPGA (FPGA resources) yang minimal

Compact-FLC memiliki tingkat sampling lebih besar dari 6 khz

Six Channel Compact-FLC memiliki tingkat sampling setiap kanalnya lebih besar dari 1 khz

Bekerja secara independen (standalone) dan bekerja secara realtime dengan algoritma berdasarkan fuzzy logic mamdani max-min.
Motor Servo
Penggunaan robot dalam industri manufaktur bertujuan agar proses-proses yang dilakukan secara manual dapat bekerja secara otomatis; terutama pekerjaan yang memerlukan ketelitian proses yang tinggi, daerah kerja yang berbahaya, memerlukan proses yang berulang-ulang untuk mendapatkan produk dengan kualitas produksi yang seragam serta alasan-alasan lainnya.
End-Effector
KOMPUTER
KHUSUS
FPGA merupakan Teknologi Terbaru (
Leading Technology
) untuk mendesain sistem elektronik secara cepat menggunakan bahasa pemrograman VHDL (
Very high speed integrated circuit Hardware Description Language
)
VHDL
Architectural Design
Compiling
(ISE XILINX)
Rumusan Masalah
Latar Belakang
Implementasi
PC
pada sistem servo
Kontroler Logika Fuzzy Cepat
Katupitiya J.
; R. Radajewski; J. Sanderson, M. Tordon, 1997.
Implementation of a PC Based Controller for a PUMA Robot
, Proceedings of the 4th Annual Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice (M2VIP), IEEE.
Implementasi PC Intel DX-66 sebagai
kontroler servo enam sendi
pada PUMA 512.
Farooq M.
, Wang Dao-bo, 2007.
Implementation of a new PC based Controller for a PUMA robot
, Journal of Zhejiang University SCIENCE A.
IBM-PC sebagai
kontroler servo
untuk robot PUMA 512.
Farooq M.
, Dao Bo Wang, 2008.

Implementation of a New PC based Controller for a PUMA Robot based on COEM
, IAENG International Journal of Computer Science.
PC Pentium 4 untuk
algoritma kontroler servo
sendi robot PUMA 512. Implementasi COEM (
Controller Output Error Method
) pada desain kontroler adaptive fuzzy.
Deliparaschos K. M.
; F. I. Nenedakis; S. G. Tzafestas, 2005.
A Fast Digital Fuzzy Logic Controller: FPGA Design and Implementation
, IEEE.
Kontroler logika fuzzy cepat

(
Fast Digital Fuzzy Logic Controller
)
ke dalam FPGA, dengan tingkat sampling sebesar
15,385 mhz
terlalu tinggi

sebagai kontroler servo, membutuhkan
FPGA resources
)
yang sangat besar.
Sebuah Desain Baru Arsitektur
Kontroler Logika Fuzzy Kompak Enam Kanal
Membutuhkan FPGA resources minimal
KERANGKA KONSEP PENELITIAN
Penelusuran penelitian sebelumnya
Tambahan (Robot non PUMA, non Servo) :
IBM-PC OS Windows 2000 diimplementasikan pada Robot
Movemaster-EX,
dengan

CORBA (Common Object Request Broker Architecture)
dalam perangkat lunaknya.
Liandong P.
, Huang Xinhan, Mohammad Arif, 2004.
A PC-based Open Architecture Controller for Robot
, Information Technology Journal.
Tingkat sampling kontrol servo robot manipulator
Konsep kontroler logika fuzzy berbasis FPGA
Konsep pemikiran Kontroler Logika Fuzzy Kompak satu kanal (
Compact Fuzzy Logic Controler
)
Konsep pemikiran Kontroler Logika Fuzzy Kompak enam kanal

(
Six Channel Compact Fuzzy Logic Controler
)
HIPOTESA
Desain arsitektur Kontroler Logika Fuzzy kompak satu kanal (Compact-FLC, C-FLC)
Desain arsitektur Kontroler Logika Fuzzy kompak enam kanal (Six Channel Compact Fuzzy Logic Controler, SCC-FLC)
Metode multiplek dan model matematik kinerja tingkat sampling
HIPOTESA
HASIL DAN PEMBAHASAN C-FLC
Deliparaschos K. M.
; F. I. Nenedakis; S. G. Tzafestas, 2005.
A Fast Digital Fuzzy Logic Controller: FPGA Design and Implementation
, IEEE.
Besarnya
tingkat sampling
sangat menentukan
kepresisian
sistem kontrol servo, semakin tinggi akan semakin presisi.
Kebutuhan besarnya tingkat sampling

juga akan bergantung kepada
kecepatan linier dari end-effector
, semakin cepat akan membutuhkan tingkat sampling yang besar.
Bagaimana mendesain arsitektur kontroler logika fuzzy kompak satu kanal
(
Compact-FLC
)
dengan penggunaan komponen internal FPGA
(
FPGA resources
)
yang minimal dan menghasilkan tingkat sampling lebih besar dari 6 khz ?

Bagaimana mendesain arsitektur kontroler logika fuzzy kompak enam kanal
(
Six Channel Compact-FLC, SCC-FLC
)
dengan tingkat sampling lebih besar dari 1 khz, berdasarkan kontroler logika fuzzy satu kanal
(
Compact-FLC
)
dengan metode multiplek ?.

Bagaimana metode multipleknya dan model matematik karakteristik tingkat sampling kontroler logika fuzzy satu kanal (Compact-FLC) ketika dimultiplek untuk enam kanal menjadi
Six Channel Compact-FLC
?.

RUMUSAN MASALAH
TUJUAN
KERANGKA KONSEP PENELITIAN
LATAR BELAKANG
Setiap evaluasi aturan IF-THEN dilakukan secara perangkat keras
Kontroler logika fuzzy terbukti dapat menyelesaikan masalah sistem kontrol yang tidak diketahui fungsi alihnya.
KONSEP KONTROLER LOGIKA FUZZY BERBASIS FPGA
Konsep kontroler logika fuzzy memiliki fungsi keanggotaan E dan CE dengan fuzzyset jenis segitiga dan trapesium, untuk memudahkan proses perhitungan dalam menentukan derajad keanggotaan menggunakan hukum pitagoras segitiga. Namun dengan fuzzyset segitiga dan trapesium dalam aplikasinya telah dapat menyelesaikan permasalahan sistem kontrol di industri.
Evaluasi aturan
IF-THEN
dilakukan secara
AND
atau
min
sedangkan agregasi dilakukan secara
OR
atau
MAX
dengan proses secara serial dilakukan oleh satu modul saja.
Metode
defuzzyfikasi
menggunakan
Weighted Average
dengan
Fuzzyset
output
Singleton
.
Referensi:
Dadios Elmer P.,

2012. Fuzzy Logic Controls, Concepts, Theories and Applications
,
Chapter 16, InTech.
Penelusuran penelitian sebelumnya
Tingkat sampling kontrol servo robot manipulator
Konsep pemikiran Kontroler Logika Fuzzy Kompak satu kanal
(
Compact Fuzzy Logic Controler
)
Jika keenam sendi robot manipulator dikontrol menggunakan hasil penelitian
Deliparaschos (2005)
akan membutuhkan komponen internal FPGA (
FPGA resources
) enam kali lipat.
Tingkat sampling sebesar
15.385mhz
amat sangat tinggi untuk kontroler servo robot manipulator.
Hunt V. D.
, 1983.
Industrial Robotics Handbook
, Industrial Press Inc., New York.
Pustaka:
Compact Fuzzy Logic Controler
Seluruh proses dipecah menjadi sub-proses menjadi modul-modul yang memiliki fungsi spesifik yang merupakan bagian proses secara keseluruhan dari algoritma kontroler logika fuzzy mamdani.
Rancangan arsitektur yang kompak dengan pengertian membutuhkan komponen FPGA (
FPGA resources
) yang minimal.
Proses kontroler logika fuzzy diproses secara serial atau pipeline yaitu modul melakukan proses secara bergantian untuk proses yang sama, sehingga hanya dibutuhkan satu modul untuk fungsi yang spesifik.
Diperlukan enam kontroler servo pada robot manipulator
6 DOF
agar bisa bekerja secara independen.
Jika diimplementasikan dengan menggunakan enam buah
Compact-FLC
akan memerlukan resourse FPGA yang lebih banyak.
Konsep pemikiran Kontroler Logika Fuzzy Kompak enam kanal

(
Six Channel Compact Fuzzy Logic Controler
)
Compact-FLC difungsikan untuk melayani enam kanal dengan metode multiplek diproses secara bergantian.

Desain arsitektur Compact-FLC dibagi menjadi beberapa modul yang bekerja secara serial dengan waktu proses yang tetap seperti sistem antrian layanan.
Desain arsitektur kontroler logika fuzzy kompak enam kanal metode multiplek.
Waktu jeda antar data untuk multiplek adalah:
Waktu jeda data (ns)
Waktu proses modul 1 (ns)
Waktu proses modul 2 (ns)
Waktu proses modul 3 (ns)
Waktu proses modul 4 (ns)
Desain Compact-FLC
4 modul
error & change error generator
ADC MAX-186 Interface
DAC MAX-530 Interface
FLC-Processor
4 modul
fuzzyfication
max_defuz
rule_eval
calc_wa
fuzzyset
div24_12
save_u_control
save_u
Gambar 5-35
Gambar 5-48
Gambar 5-49
Gambar 5-50
Gambar 5-39
IP-CORE
Gambar 5-43
Gambar 5-35
Gambar 5-28
Gambar 5-19
Gambar 5-4
Gambar 5-1
Gambar 5-35: Modul FLC secara diagram blok
Gambar 5-1: Arsitektur Kontroler Logika Fuzzy Kompak satu kanal
(
Compact-FLC
)

Gambar 5-4: Detail Arsitektur modul ECEG
Gambar 5-38: Arsitektur detail modul fuzzyfication secara diagram blok
Gambar 5-39: Modul fuzzyset
Program VHDL
Gambar 5-42: Hasil pengujian modul fuzzyset untuk memberset:
(a) E(error) dan (b) CE (change error)
Pengujian Simulasi
Gambar 5-40: Perhitungan uo, xo, dx oleh modul fuzzyset berdasarkan fuzzyset segitiga dan crisp
Gambar 5-41: Memberset E dan CE untuk pengujian modul fuzzyset
Gambar 5-19: Modul max186_interface
VHDL
Pengujian Simulasi
Gambar 5-21
Gambar 5-22
Gambar 5-22
Gambar 5-28: Modul VHDL max530_interface sebagai antarmuka paralel untuk DAC MAX530
VHDL
Pengujian waktu proses modul
Gambar 5-57: Pengujian secara simulasi evaluasi kinerja waktu setiap modul FLC
Model Matematik
karakteristik tingkat sampling
pengujian simulasi
Gambar 5-14: Hasil pengujian modul error & change error generator (ECEG)
Gambar 5-30
Gambar 5-31
Gambar 5-32
Gambar 5-33
Gambar 5-34
Gambar 5-43: Modul save_u_control
VHDL
IP-CORE
Gambar 5-48: Modul rule_eval secara diagram blok
VHDL
Gambar 5-49: Modul max_defuz
VHDL
Gambar 5-50: Modul calc_wa
VHDL
Gambar 5-59: Hasil pengujian kontroler logika fuzzy kompak satu kanal secara simulasi
Gambar 5-47: Hasil pengujian modul fuzzyfication crisp_e = 2500, crisp_ce = 800 secara simulasi menggunakan ISE simulator
Pengujian
Perhitungan
manual
=
SIMPULAN & SARAN
SIMPULAN
SARAN
Kelemahan-kelemahan ketika PC (
Personal Computer
) diimplementasikan sebagai sistem kontrol servo yaitu:
(1)
algoritma sistem kontrol servo
membebani kinerja komputer
(2)
tingkat sampling sangat rendah
(3)
menggunakan slot ekpansi komputer
(4)
sistem pengkabelan menjadi rumit
(5)
penggantian komputer menjadi sulit
Sistem Lama
Sistem Baru
Riset Disertasi
SCC-FLC
Karakteristik tingkat sampling
Model matematik karakteristik tingkat sampling Compact-FLC
Digunakan sebagai acuan untuk menentukan waktu interval antar kanal 1 sampai kanal 6 dalam
Desain arsitektur SCC-FLC
Desain arsitektur Kontroler Logika Fuzzy Kompak enam kanal (
Six Channels Compact Fuzzy Logic Controller
) yang membutuhkan komponen internal FPGA (FPGA Resources) yang sedikit (kompak).
Desain arsitektur dari Kontroler Logika Fuzzy Kompak enam kanal (
Six Channels Compact Fuzzy Logic Controller
) dengan metode multiplek menggunakan teknologi FPGA (Field Programmable Logic Array). Merupakan Metode baru pemrosesan algoritma Kontroler Logika Fuzzy Mamdani diproses secara pipeline (serial).
KEBARUAN
Full transcript