44//1818//20132013
11
Fuzzy Systems
Kendali Konvensional
Tahapan Pembuatan Kendali Konvensional:
1. Menentukan model matematika dari dinamika
plant
2. Merancang pengendali dgn menggunakan model
atau model yang disederhanakan
3. Menganalisa unjuk kerja sistem melalui
perhitungan atau simulasi model close-loop
system
4. Jika tidak sesuai, rancang ulang pengendali
5. Implementasi pengendali
44//1818//20132013
22
Kendali Konvensional
• Menentukan model matematik merupakan
langkah yang tidak mudah dan perlu waktu lama
• Setelah implementasi, kadang tidak sesuai
karena model yang tidak tepat
• Model matematik:
– Tidak pernah sempurna
– Abstraksi sistem nyata
– Keakuratannya cukup untuk dapat membuat proses
perancangan bisa dilakukan (penyederhanaan)
Kendali Fuzzy (Fuzzy Control)
• Fuzzy Control menyediakan metodologi formal
untuk merepresentasikan, memanipulasi, dan
implementasi pengetahuan heuristic manusia
(dan intuisi) tetang bagaimana mengendalikan
suatu sistem
44//1818//20132013
33
Kendali Fuzzy (Fuzzy Control)
• Sangat berguna terutama untuk kondisi:
– Proses kendali terlalu kompleks untuk dianalisa
dengan teknik konvensional
– sumber-sumber informasi yang tersedia bersifat
kualitatif, tidak eksak, tidak pasti
• Keuntungan Kendali Logika Fuzzy:
– Kendali paralel atau terdistribusi – sistem kompleks
non linier
– Kendali linguistik - menggunakan bahasa manusia
– Kendali kokoh (robust) – lebih dari 1 rule, error di
satu rule tidak fatal
Fuzzy Logic
• Logika yang kita bahas dalam konteks digital
adalah untuk masalah-masalah yang pasti
• Untuk merepresentasikan masalah yang
mengandung ketidakpastian ke dalam suatu
bahasa formal yang dipahami komputer
digunakan fuzzy logic.
• Teori fuzzy set atau himpunan samar pertama
kali dikemukakan oleh Lotfi Zadeh (1965), pada
makalah berjudul 'Fuzzy Sets'.
• Sejak pertengahan 1970-an, para peneliti Jepang
berhasil mengaplikasikan teori ini dalam berbagai
permasalahan praktis.
44//1818//20132013
44
Fuzziness dan Probabilitas
• Kedua teori tersebut memang sama-sama untuk
menangani masalah ketidakpastian
• Keduanya memiliki nilai pada interval [0,1],
namun interpretasi nilainya sangat berbeda
antara kedua kasus
• Keanggotaan fuzzy memberikan suatu ukuran
terhadap pendapat atau keputusan, sedangkan
probabilitas mengindikasikan proporsi terhadap
keseringan suatu hasil bernilai benar
Masalah: Pemberian beasiswa
• Misalkan terdapat permasalahan sebagai berikut:
– Sebuah universitas akan memutuskan apakah seorang
mahasiswa layak mendapatkan beasiswa atau tidak.
– Misalkan kriteria yang diperhatikan adalah Indeks Prestasi
(IP) ≥3,0 dan hasil Test Psikologi (TP) ≥8,0.
– Mahasiswa A memiliki IP=3,0 dan TP=8,0
– Mahasiswa B memiliki IP=2,999999, dan TP=8,5.
– Dengan aturan tersebut diputuskan bahwa mahasiswa A
layak mendapatkan beasiswa sedangkan mahasiswa B
tidak.
• Pada kasus di atas, universitas tersebut membuat
keputusan dengan aturan yang jelas dan membedakan
secara tegas, melihat masalah secara hitam dan putih
(crisp), dan mungkin dianggap kurang adil.
44//1818//20132013
55
Crisp set
• Himpunan yang membedakan anggota dan non
anggotanya dengan batasan yang jelas disebut
crisp set.
• Misalnya, jika C={x | x integer, x > 2}, maka
anggota C adalah 3, 4, 5, dan seterusnya.
• Sedangkan yang bukan anggota C adalah 2, 1, 0,
-1, dan seterusnya.
Teori Himpunan Fuzzy
(Fuzzy Set Theory)
Conventional (Boolean) Set:Conventional (Boolean) Set:
“Strong Fever”
40.1°C40.1°C
42°C42°C
41.4°C41.4°C
39.3°C39.3°C
3838..77°°CC
3737..22°°CC
3838°°CC
Fuzzy Set:Fuzzy Set:
40.1°C40.1°C
42°C42°C
41.4°C41.4°C
39.3°C39.3°C
38.7°C
37.2°C
38°C
“Strong Fever”
44//1818//20132013
66
Fuzzy Set
• Fuzzy set merupakan dasar dari fuzzy logic dan
fuzzy systems.
• Suatu fuzzy set A di dalam Universe (semesta) U
didefinisikan sebagai suatu fungsi keanggotaan
µA(x), yang memetakan setiap objek di U
menjadi suatu nilai real dalam interval [0,1].
• Nilai-nilai µA(x) menyatakan derajat keanggotaan
x di dalam A.
Fuzzy Set
• Contoh:
– Misalkan, x = {5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80} adalah
crisp set Usia dalam satuan tahun.
– Balita, Dewasa, Muda, dan Tua adalah empat fuzzy
set yang merupakan subset dari x.
44//1818//20132013
77
Fuzzy Set
• Pada tabel tersebut terdapat 4 buah fuzzy set
dengan anggota dan derajat keanggotaannya
sebagai berikut:
– Balita = {}
– Dewasa = {20, 30, 40, 50, 60, 70, 80}, di mana
derajat keanggotaannya dinyatakan oleh µDewasa =
{0.8, 1, 1, 1, 1, 1, 1}.
– Muda = {5, 10, 20, 30, 40, 50}, di mana derajat
keanggotaannya dinyatakan oleh µmuda = {1, 1, 0.8,
0.5, 0.2, 0.1}.
– Tua = {20, 30, 40, 50, 60, 70, 80}, di mana derajat
keanggotaannya dinyatakan oleh µTua = {0.1, 0.2,
0.4, 0.6, 0.8, 1, 1}.
Konvensi penulisan fuzzy set
• Konvensi untuk menuliskan fuzzy set yang
dihasilkan dari universe U yang diskrit adalah
sebagai berikut:
• Pada contoh di atas, fuzzy set Tua ditulis
sebagai:
44//1818//20132013
88
Konvensi penulisan fuzzy set
• Sedangkan jika U adalah kontinu, maka fuzzy set
A dinotasikan sebagai:

Fuzzy logic part1

  • 1.
    44//1818//20132013 11 Fuzzy Systems Kendali Konvensional TahapanPembuatan Kendali Konvensional: 1. Menentukan model matematika dari dinamika plant 2. Merancang pengendali dgn menggunakan model atau model yang disederhanakan 3. Menganalisa unjuk kerja sistem melalui perhitungan atau simulasi model close-loop system 4. Jika tidak sesuai, rancang ulang pengendali 5. Implementasi pengendali
  • 2.
    44//1818//20132013 22 Kendali Konvensional • Menentukanmodel matematik merupakan langkah yang tidak mudah dan perlu waktu lama • Setelah implementasi, kadang tidak sesuai karena model yang tidak tepat • Model matematik: – Tidak pernah sempurna – Abstraksi sistem nyata – Keakuratannya cukup untuk dapat membuat proses perancangan bisa dilakukan (penyederhanaan) Kendali Fuzzy (Fuzzy Control) • Fuzzy Control menyediakan metodologi formal untuk merepresentasikan, memanipulasi, dan implementasi pengetahuan heuristic manusia (dan intuisi) tetang bagaimana mengendalikan suatu sistem
  • 3.
    44//1818//20132013 33 Kendali Fuzzy (FuzzyControl) • Sangat berguna terutama untuk kondisi: – Proses kendali terlalu kompleks untuk dianalisa dengan teknik konvensional – sumber-sumber informasi yang tersedia bersifat kualitatif, tidak eksak, tidak pasti • Keuntungan Kendali Logika Fuzzy: – Kendali paralel atau terdistribusi – sistem kompleks non linier – Kendali linguistik - menggunakan bahasa manusia – Kendali kokoh (robust) – lebih dari 1 rule, error di satu rule tidak fatal Fuzzy Logic • Logika yang kita bahas dalam konteks digital adalah untuk masalah-masalah yang pasti • Untuk merepresentasikan masalah yang mengandung ketidakpastian ke dalam suatu bahasa formal yang dipahami komputer digunakan fuzzy logic. • Teori fuzzy set atau himpunan samar pertama kali dikemukakan oleh Lotfi Zadeh (1965), pada makalah berjudul 'Fuzzy Sets'. • Sejak pertengahan 1970-an, para peneliti Jepang berhasil mengaplikasikan teori ini dalam berbagai permasalahan praktis.
  • 4.
    44//1818//20132013 44 Fuzziness dan Probabilitas •Kedua teori tersebut memang sama-sama untuk menangani masalah ketidakpastian • Keduanya memiliki nilai pada interval [0,1], namun interpretasi nilainya sangat berbeda antara kedua kasus • Keanggotaan fuzzy memberikan suatu ukuran terhadap pendapat atau keputusan, sedangkan probabilitas mengindikasikan proporsi terhadap keseringan suatu hasil bernilai benar Masalah: Pemberian beasiswa • Misalkan terdapat permasalahan sebagai berikut: – Sebuah universitas akan memutuskan apakah seorang mahasiswa layak mendapatkan beasiswa atau tidak. – Misalkan kriteria yang diperhatikan adalah Indeks Prestasi (IP) ≥3,0 dan hasil Test Psikologi (TP) ≥8,0. – Mahasiswa A memiliki IP=3,0 dan TP=8,0 – Mahasiswa B memiliki IP=2,999999, dan TP=8,5. – Dengan aturan tersebut diputuskan bahwa mahasiswa A layak mendapatkan beasiswa sedangkan mahasiswa B tidak. • Pada kasus di atas, universitas tersebut membuat keputusan dengan aturan yang jelas dan membedakan secara tegas, melihat masalah secara hitam dan putih (crisp), dan mungkin dianggap kurang adil.
  • 5.
    44//1818//20132013 55 Crisp set • Himpunanyang membedakan anggota dan non anggotanya dengan batasan yang jelas disebut crisp set. • Misalnya, jika C={x | x integer, x > 2}, maka anggota C adalah 3, 4, 5, dan seterusnya. • Sedangkan yang bukan anggota C adalah 2, 1, 0, -1, dan seterusnya. Teori Himpunan Fuzzy (Fuzzy Set Theory) Conventional (Boolean) Set:Conventional (Boolean) Set: “Strong Fever” 40.1°C40.1°C 42°C42°C 41.4°C41.4°C 39.3°C39.3°C 3838..77°°CC 3737..22°°CC 3838°°CC Fuzzy Set:Fuzzy Set: 40.1°C40.1°C 42°C42°C 41.4°C41.4°C 39.3°C39.3°C 38.7°C 37.2°C 38°C “Strong Fever”
  • 6.
    44//1818//20132013 66 Fuzzy Set • Fuzzyset merupakan dasar dari fuzzy logic dan fuzzy systems. • Suatu fuzzy set A di dalam Universe (semesta) U didefinisikan sebagai suatu fungsi keanggotaan µA(x), yang memetakan setiap objek di U menjadi suatu nilai real dalam interval [0,1]. • Nilai-nilai µA(x) menyatakan derajat keanggotaan x di dalam A. Fuzzy Set • Contoh: – Misalkan, x = {5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80} adalah crisp set Usia dalam satuan tahun. – Balita, Dewasa, Muda, dan Tua adalah empat fuzzy set yang merupakan subset dari x.
  • 7.
    44//1818//20132013 77 Fuzzy Set • Padatabel tersebut terdapat 4 buah fuzzy set dengan anggota dan derajat keanggotaannya sebagai berikut: – Balita = {} – Dewasa = {20, 30, 40, 50, 60, 70, 80}, di mana derajat keanggotaannya dinyatakan oleh µDewasa = {0.8, 1, 1, 1, 1, 1, 1}. – Muda = {5, 10, 20, 30, 40, 50}, di mana derajat keanggotaannya dinyatakan oleh µmuda = {1, 1, 0.8, 0.5, 0.2, 0.1}. – Tua = {20, 30, 40, 50, 60, 70, 80}, di mana derajat keanggotaannya dinyatakan oleh µTua = {0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1, 1}. Konvensi penulisan fuzzy set • Konvensi untuk menuliskan fuzzy set yang dihasilkan dari universe U yang diskrit adalah sebagai berikut: • Pada contoh di atas, fuzzy set Tua ditulis sebagai:
  • 8.
    44//1818//20132013 88 Konvensi penulisan fuzzyset • Sedangkan jika U adalah kontinu, maka fuzzy set A dinotasikan sebagai: