Mengenal Fuzzy Design Generator Bagian I

Selangkah Lebih Mengenal Fuzzy Design Generator (FUDGE)
Bagian - I

Sistem kontrol yang banyak dikembangkan saat ini adalah sistem kontrol yang dapat meghasilkan output kontrol dengan ketelitian yang tinggi. Salah solusinya adalah dengan menggunakan teknik fuzzy. Dengan bantuan FUDGE, tahap perancangan sistem fuzzy menjadi jauh lebih mudah.

Pada beberapa artikel sebelumnya telah dibahas tentang FUDGE, namun pada kesempatan kali ini akan dibahas lebih detil mulai proses pendisainan sistem Fuzzy sampai pada analisa proses fuzzifikasi, evaluasi rule, dan defuzzifikasi.

FUDGE

FUDGE merupakan software yang digunakan untuk mendisain sistem fuzzy secara grafis. FUDGE (Fuzzy Design Generator) mempunyai tiga kemampuan yaitu :

• Melakukan perancangan sistem fuzzy secara grafis, mulai dari perancangan fungsi keanggotaan input, disain rule, sampai penentuan fungsi keanggotaan output.
• Simulasi
• Menghasilkan tabel-tabel data fungsi keanggotaan dan rule dalam bentuk assembly source code. Assembly source code yang dihasilkan ditujukan untuk digunakan dengan mikroprosessor produksi Motorola.

Software FUDGE ini merupakan software yang freeware, dengan kata lain gratis. Software ini merupakan software yang dibangun oleh Motorola untuk mendukung mikroprosessornya dalam penggunaanya di dalam sistem kontrol fuzzy. Software ini dahulu dapat di download di Motorola BBS namun untuk saat ini sudah tidak ada lagi.

Di dalam sebuah kemasan, software FUDGE ini terdiri dari tiga buah file yang terkompresi dimana file pertama berisikan tentang tutorial fuzzy, file yang kedua berisikan library tutorial fuzzy, sedangkan file yang ketiga berisikan FUDGE dan file-file fuzzy kernel dalam bentuk assembly source program, untuk beberapa mikroprsessor buatan Motorola seperti 68HC11.

Secara garis besar FUDGE dapat digambarkan seperti pada gambar 1. Dari ketiga fasilitas yang dimiliki oleh FUDGE, di dalam penggunaannya, biasanya hanya menggunakan fasilitas pertama dan ketiga yaitu melakukan perancangan sistem fuzzy secara grafis dan kemudian menghasilkan tabel-tabel dalam bentuk assembly source code. Tiga buah blok di sebelah kiri merupakan proses disain sistem fuzzy (bentuk dari fungsi keanggotaan, rule dan bentuk/posisi dari centrl of gravity). Bagian ini dibangun oleh seorang fuzzy expert. Kemudian oleh FUDGE disain grafis ini diterjemahkan menjadi bentuk tabel dalam format assembly source program untuk mikoprosessor 68HC11 dan keluarganya serta ANSI-C.

Tabel-tabel ini nantinya akan digunakan di dalam pengolahan data input crisp dengan menggunakan fuzzy kernel yang sudah disediakan oleh FUDGE. Namun, fuzzy kernel yang disediakan oleh FUDGE ini hanya untuk mikroprosessor 68HC11 dan keluarganya. Sehingga jika ingin digunakan mirkokontroller/mikroprosessor yang lain maka perlu dibuat kernel fuzzy sendiri sesuai dengan mikrokontroller yang digunakan.

Gambar 1
Representasi FUDGE secara global

Tabel-tabel yang dihasilkan pada blok sebelah kanan seperti pada gambar 1 akan digunakan oleh FUDGE fuzzy kernel yang telah disediakan oleh FUDGE. Setelah tabel-tabel tersebut digabungkan dengan FUDGE fuzzy kernel maka sudah menjadi sebuah program assembly yang berfungsi sebagai sistem kontrol fuzzy dengan jumlah input/output sesuai dengan disain sejak awal yaitu pada proses Fuzzy design stage.

Di dalam FUDGE jumlah maksimal input crispnya adalah 8 buah input sedangkan outputnya maksimal 4 buah crsip output.

Proses yang dikerjakan oleh FUDGE dapat digambarkan seperti pada gambar 2. Pada dasarnya proses yang dilakukan oleh FUDGE adalah menghasilkan assembler source code untuk fungsi keanggotaanya, rule, dan nilai central of gravity pada outputnya. Kemudian assembler source code ini digunakan oleh “Kernel Fuzzy” yang sudah disediakan oleh FUDGE untuk menentukan sebuah decision output (Crisp Output) jika mendapatkan sebuah inputan (Crisp Input) tertentu.

Crisp output merupakan input fuzzy yang sebenarnya seperti nilai intensitas cahaya, level amplitudo suara, dan lain sebagainya. Input seperti ini tidak bisa langsung dimasukkan ke kernel fuzzy tetapi harus dilakukan “normalisasi” terlebih dahulu. Begitu pula pada outputnya, output dari kernel fuzzy masih merupakan data yang belum disesuaikan terhadap output sehingga perlu dilakukan de-normalisasi. Hal ini dapat dicontohkan sebagai berikut : output kernel fuzzy merupakan data 8 bit ($00 - $FF) namun device yang dikontrol hanya membutuhkan data $00 - $7F. Dengan kata lain de-normalisasi adalah proses linear adjustment terhadap device yang dikontrol.

Gambar 2
Blok Diagram Proses Kerja FUDGE\

Pada tahap berikutnya merupakan tahapmerupakan tahap pemberian input crisp dan membuat interfacenya ke sistem kernel fuzzy. Sampai tahap ini dapat dilakukan oleh seorang software developer bukan oleh seorang fuzzy expert.

Di dalam sistem kontrol fuzzy terdapat 3 bagian yang paling utama yaitu :

1. Fuzzifikasi. Di dalam proses ini input crisp yang telah dinormalisasikan dipetakan pada fungsi keanggotaan yang telah dibuat pada tahap sebelumnya menjadi sebuah input fuzzy yang berupa matriks.
2. Evaluasi rule. Proses ini akan melakukan evaluasi terhadap input fuzzy dan rule-rule yang ada. Dengan menggunakan rule-rule yang sudah dibangun di dalam rule base, sistem fuzzy melakukan evaluasi terhadap input fuzzy dan menentukan output fuzzy. Output fuzzy juga berupa matrik.
3. De-fuzzifikasi. Di dalam defuzzifikasi output fuzzy yang berupa matrik akan dirubah kembali menjadi output crisp yang sebenarnya. Tetapi pada umumnya setelah de-fuzzifikasi masih diperlukan denormalisasi terlebih dahulu untuk menghasilkan output crisp yang sebenarnya.

Proses Disain Sistem Fuzzy

Untuk mengawali sebuah proyek kontrol dengan menggunakan sistem fuzzy ini maka yang perlu dilakukan pertama kali adalah melakukan disain terhadap fungsi keanggotaan, rule dan posisi center of gravity. Dalam hal ini disain dilakukan dengan menggunakan FUDGE pada sub menu edit.

Di dalam sub menu edit akan terdapat sub menu yang mengatur konfigurasi dari jumlah input, bentuk fungsi keanggotaan , rule, jumlah output dan posisi dari center of gravity.

Gambar 3
Edit Konfigurasi Sistem Fuzzy pada FUDGE

Jumlah input yang dapat diterima oleh sistem fuzzy ini adalah maksimal 8 input sehingga nantinya terdapat 8 buah fungsi keanggotaan pada inputnya. Setiap input dapat memiliki sampai 8 buah label dimana setiap label terbentuk dari sebuah segitiga atau trapesium. Tiap-tiap label tersebut akan menyatakan derajat keanggotaan dari input jika dipetakan pada fungsi keanggotaan tersebut.

Sedangkan outputnya dapat mengontrol sampai 4 output dan masing-masing output dapat mempunyai sampai 8 buah label. Untuk menentukan output, paling mudah adalah dengan menggunakan metode central of gravity sehingga bentuknya bukan berupa segitiga tetapi berbentuk paku-paku yang posisinya menyatakan nilai central of gravity.

Gambar 4
Edit pada Sistem Fuzzy

da gambar 4 dapat dilihat proses pengaturan/penentuan jumlah input output fuzzy dan bagaimana bentuk dari fungsi keanggotaannya. Hasil secara keseluruhan dari apa yang telah didisain pada menu ‘Edit’ dapat dilihat di menu ‘.Evaluate’ – ‘Evaluate Fuzzy Logic’ seperti tampak pada gambar 5.

Gambar 5
Rancangan Sistem Fuzzy

Sampai tahap ini, dapat dilihat hasil dari rancangan sistem fuzzy yang telah dibuat. Bagaimana bentuk dari fungsi keanggotaannya, rule-rulenya serta posisi dari central of gravity.

share this article to: Facebook Twitter Google+ Linkedin Technorati Digg

Posted by Muhammad Ana, Published at Rabu, Agustus 05, 2009 and have 6 komentar

Artikel Terkait