Perpustakaan Digital ITB

Pada suatu aplikasi tertentu sebuah kapal diperlukan untuk mempertahankan posisi dan orientasi pada suatu lokasi atau mengikuti sebuah jalur yang ditentukan. Dynamic Positioning System (DPS), sebuah sistem yang berfungsi untuk mempertahankan posisi kapal menggunakan thrusternya, merupakan sebuah solusi terhadap permasalahan tersebut. Perancangan pengendali pada DPS memerlukan adanya pemodelan dinamika kapal. Pemodelan dinamika kapal mencakup pemodelan dinamika thruster, dan karakterisasi gaya thruster terhadap RPM melalui bollard pull test. Model dinamika kapal secara analitik yang diperoleh adalah model non linier dengan masukan gaya pada surge dan sway serta momen pada yaw dengan keluaran adalah posisi dan orientasi kapal (posisi pada surge dan sway serta orientasi pada yaw). Tiga macam pengendali dirancang, yaitu pengendali PD, optimal LQ, dan Sliding Mode, kemudian ditinjau kinerjanya. Selain itu, pengendali umpan maju terhadap gangguan angin juga digunakan pada ketiga pengendali tersebut. Sinyal kendali dialokasikan pada masing-masing thruster kapal menggunakan teknik Lagrangian multiplier. Pengujian dilakukan pada ranah simulasi pada beberapa kondisi yaitu tanpa gangguan angin, kondisi berangin tanpa kendali umpan maju, dan kondisi berangin dengan kendali umpan maju. Pengujian nyata kemudian dilakukan dengan pengendali utama diimplementasikan menggunakan komputer/PC. Sedangkan komunikasi antara pengendali utama dengan sejumlah subsistem berbasis arduino mega WiFi, yaitu subsistem kendali thruster, subsistem navigasi, dan subsistem sensor anemometer, menggunakan mosquito MQTT. DPS diuji pada kapal-uji skala mini, Of Course I Still Love U, milik PT. Syergie. Percobaan nyata dilakukan di danau Situ I Kampus ITB Jatinangor. Dalam studi ini pengujian simulasi dan pengujian nyata dilakukan pada kondisi aktuator lengkap (4 buah) dan parsial dengan rancangan sistem kendali yang sama namun dengan perbedaan pada jumlah thruster yang aktif. Hasil pengujian pada simulasi pada kondisi tak berangin menunjukkan pengendali LQ mampu mengkompensasi kesalahan dari kapal dengan waktu yang sangat lama dibandingkan dengan pengendali PD dan Sliding Mode. Kemudian, pengujian nyata hanya menggunakan pengendali PD dan Sliding Mode. Hasil pengujian nyata dengan aktuator lengkap menunjukkan bahwa DPS dengan pengendali sliding mode beserta umpan maju angin bekerja lebih baik dibandingkan pengendali PD, dengan kesalahan RMS yang lebih kecil baik untuk surge, sway, dan yaw. Selain itu, hasil pengujian dengan 1 dan 2 aktuator gagal (aktuator parsial) dengan pengendali sliding mode masih mampu mempertahankan posisi dan orientasi kapal, namun dengan nilai kesalahan RMS yang meningkat pada yaw.