Perpustakaan Digital ITB

Sebuah kendaraan darat berat memiliki aplikasi dalam berbagai bidang, terutama dalam logistik dan transportasi barang, yang melibatkan pergerakan kontainer dari pelabuhan ke gudang lokal dan tujuan pengiriman akhir. Di beberapa terminal, khususnya di pelabuhan pintar, proses tersebut telah diotomatisasi, memerlukan sistem penambatan dan pelepasan kendaraan dari stasiun dok. Namun, sistem siber-fisik tersebut meng-hadapi risiko serangan siber dan kegagalan internal yang dapat menimbulkan situasi berbahaya dalam terminal. Oleh karena itu, menjadi sangat penting untuk mengidenti-fikasi dan mengatasi segala serangan siber serta kegagalan selama prosedur penambatan dan pelepasan kendaraan. Literatur yang ada mencakup sistem deteksi dan mitigasi un-tuk sistem siber-fisik, tetapi sebagian besar dari mereka fokus pada mendeteksi seran-gan sensor dalam sistem linier. Karena model kendaraan terdiri dari persamaan diferen-sial nonlinier yang terkait, pendekatan-pendekatan ini gagal mengatasi stabilitas sistem nonlinier tersebut. Selain itu, sistem deteksi serangan aktuator menimbulkan tantangan yang lebih besar, terutama ketika berurusan dengan model nonlinier, karena bidang tersebut masih belum banyak diteliti. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem deteksi dan mitigasi serangan aktuator berbasis pengamat un-tuk sistem penambatan otonom kendaraan darat berat, dengan menggunakan strategi kontrol berbasis stabilisasi titik. Metodologi yang diuraikan dalam studi ini men-gadopsi pendekatan hibrida, yang melibatkan bukti analitis tentang stabilitas asimtotik dari sistem deteksi dan mitigasi, dilengkapi dengan simulasi numerik dan eksperimen untuk memberikan evaluasi kuantitatif. Awalnya, model kendaraan ditentukan, mem-pertimbangkan potensi serangan aktuator, yang kemudian diterjemahkan menjadi efek serangan aktuator yang sesuai di dalam pegerakan kendaraan. Selanjutnya, masalah desain dirumuskan dengan menentukan strategi kontrol stabilisasi titik dan strategi sis- i tem penambatan otonom. Diagram blok kemudian disajikan untuk menggambarkan antarmuka subsistem, yang terdiri dari sistem deteksi dan mitigasi serangan aktua-tor. Desain sistem yang diusulkan menggunakan metode langsung Lyapunov untuk menetapkan stabilitas asimtotik dari sistem deteksi dan kemudian mengintegrasikan-nya dengan pengontrol stabilisasi titik untuk merancang sistem mitigasi, yang pada akhirnya berkontribusi pada stabilitas asimtotik konfigurasi yang diinginkan untuk sis-tem penambatan kendaraan. Simulasi penambatan otonom dilakukan dalam lingkun-gan MATLAB, menunjukkan kemampuan sistem deteksi dan mitigasi, bersama dengan pengontrol stabilisasi titik, untuk mendeteksi serangan aktuator yang disimulasikan dan mengatasi efeknya, yang menghasilkan proses penambatan yang lancar pada konfig-urasi yang diinginkan. pengontrol tangguh dengan observer based attack detector and mitigation system (OADMS) mampu secara efektif membuat kendaraan berlabuh den-gan kesalahan q˜ = (0,0023 m,2 × 10?5 m,1 × 10?7 rad) setelah 100 detik. Kesalahan estimasi rata-rata (a˜v,a˜? ) adalah 5,3828 × 10?5 m/s dan 0,0638 rad masing-masing. Standar deviasinya adalah 0,0054 m/s dan 0,1332 rad , menunjukkan bahwa estimasi nilai serangan konvergen ke nilai serangan nyata. Hasil eksperimental memvalidasi efektivitas pengontrol, karena kendaraan secara konsisten mencapai konfigurasi yang diinginkan. Meskipun karya ini terutama berfokus pada serangan siber, perlu dicatat bahwa, untuk alasan keamanan dalam pelabuhan kontainer, penyelidikan eksperimen-tal menangani kegagalan aktuator daripada serangan aktuator, efektif memperlihatkan kemampuan sistem untuk mendeteksi kegagalan aktuator internal. kendaraan dapat berlabuh pada konfigurasi yang diinginkan meskipun adanya kegagalan aktuator den-gan kesalahan (0,08 m,0,02 m,0,0092 rad). Sementara nilai rata-rata dari kegagalan adalah 0,0293 m, ?0,5053 m, dan ?2,6180 × 10?3 rad, pada akhir gerakan, nilainya nol. Standar deviasi dari kegagalan adalah 0,0392 m, 0,3759 m, dan 5,5851 × 10?05 rad masing-masing. Upaya masa depan di bidang ini melibatkan pengurangan chatter-ing sistem melalui penerapan adaptivitas dalam kontrol dan penguatan pengamat. Kata kunci: Kendaraan Darat Berat, Sistem Deteksi dan Mitigasi, Metode Langsung Lyapunov, Docking Otonom, Serangan Aktuator, Sistem amati.