-p-formation-control/BAB3/bab3.tex

\chapter{\babTiga}

Kerangka konsep penelitian akan dibahas mengenai potensi permasalahan yang timbul dalam topik
kendali formasi. Kerangka penelitian ini berdasarkan literatur oleh \kutip{OH2015424},
dimana didalam literatur tersebut, peneliti menguraikan berbagai metode yang digunakan dalam bidang kendali multi-robot, khususnya dalam kendali formasi.

\begin{figure}
   \centering
   % \includegraphics[scale=.8]{BAB3/img/kerangka_pen.png}
   \input{BAB3/img/structur.tex}
   \caption{Kerangka Penelitian}
   \label{fig:kerangka_pen}
\end{figure}

Kendali formasi dikategorikan menjadi 3 bagian,
yaitu berdasarkan posisi, perpindahan, dan jarak.

Pada formasi berdasarkan posisi,
dimana agent diharuskan memiliki kemampuan untuk mengetahui koordinatnya sendiri berdasarkan koordinat global.
Sehingga, koordinat tujuan didistribusikan kepada setiap agent dan agent bekerja untuk mencapai koordinat tersebut.
Karena itu, kebutuhan individu untuk berinteraksi dengan individu lain sangat kecil.
Metode formasi ini pada praktiknya, interaksi antar individu dilakukan untuk menangani masalah disturbance,
 saturasi akselerasi, dan lain-lain.
Karena metode ini membutuhkan kemampuan untuk mengetahui koordinat global,
dibutuhkan biaya yang lebih dibanding metode lain dalam perangkat sensor yang \textit{advance}, seperti sensor GPS;

Pada formasi kendali berdasarkan perpindahan, secara individu agent tidak mengetahui koordinatnya berdasarkan koordinat global.
Akan tetapi, individu agent memiliki koordinatnya sendiri terhadap individu agent tetangganya dan 
harus dilakukan penyearahan terhadap koordinat setiap robot dengan koordinat global.
Koordinat relatif itulah yang menjadi variable yang dikendalikan oleh agent. 
Oleh karena itu agent diharuskan memiliki kemampuan untuk mengetahui perpindahan dari
individu lain berdasarkan koordinat agent itu sendiri,
dan semua agent harus menyearahkan koordinatnya berdasarkan koordinat global,
serta dibutuhkan interaksi antara individu lain untuk mencapai formasi yang dinginkan.
Permasalahan pada metode ini ditujukan pada kendali formasi pada agent yang bersifat heterogent,
pemeliharaan dalam komunikasi, dan kemampuan dalam menghindari rintangan;

Pada formasi berdasarkan jarak, dimana setiap individu agent memiliki koordinatnya masing-masing dan tidak perlu disearahkan dengan koordinat global.
Variable yang dikendalikan pada meteode ini adalah variabel jarak antar agent yang terhubung,
sehingga dibutuhkan kemampuan untuk agent saling berkomunikasi antar agent lain.
Permasalah pada metode ini ditujukan pada analisa stabilitas secara general;
Pentingnya dilakukan investigasi pada penerapan model yang lebih nyata.
Pemeliharaan komunikasi juga menyumbang dalam permasalahan secara praktik, dan
kemampuan untuk menghindari rintangan juga dibutuhkan.

\section{Definisi Permasalahan Kendali Formasi}

Kendali formasi adalah kendali multi-agent untuk mencapai suatu formasi yang diinginkan.
% Banyak metode yang telah digunakan berdasarkan berbagai macam kategori.
Dapat diperhatikan dalam Gambar~\ref{fig:kerangka_pen}, dari berbagai metode teresebut
dapat disimpulkan secara umum dalam 3 kategori.
Yaitu berbasis posisi, pergerakan, dan jarak.
Pembagian tersebut berdasarkan kemampuan sensor yang digunakan dan
penggunaan komunikasi dalam metodenya.
Dari ketiga kategori tersebut, kendali formasi berbasis jarak sangat dibutuhkan pembahasan
mengenai penerapan metode tersebut pada model yang nyata.
Pembagian antara model yang simple, model yang nyata, dan secara praktik berdasarkan tingkat analisisnya.
Pada model yang simple, analisis dilakukan untuk mengembangkan strategi kendali formasi saja.
Dalam kenyataannya model yang digunakan memiliki kekurangan, seperti batas kerja kecepatan, batasan sensor, komunikasi dan batasan lain-lain yang mempengaruhi kendali formasi tersebut. 

\kutip{OH2015424} menyatakan bahwa mayoritas dari hasil penelitian yang menggunakan pendekatan ini (\textit{distance-based}) berfokus pada model agent dengan integrator-tunggal di suatu bidang datar.
Gagasan model yang nyata memiliki manfaat ketika menginvestigasi karakteristik kendali secara mendasar, model agent yang lebih realistik (model yang nyata) perlu untuk dipelajari lebih lanjut untuk menambah kepraktisan metode kendali multi-robot, kususnya pada kendali formasi berdasarkan jarak.
Dengan bertambahnya kepraktisan diharapkan dapat diterapkan dalam model yang real.
Pada penelitian oleh \kutip{Rozenheck2015}, kendali formasi berdasarkan jarak dikendalikan
menggunakan kendali PI dan menghasilkan pergerakan yang baik.
Dapat diperhatikan pada persamaan~\eqref{eq:modelorde2} bahwa peneliti menggunakan model yang simpel untuk mengembangkan kendali multi-robotnya.
Maka, penelitian ini akan difokuskan pada kendali formasi berbasis jarak
kendali PI yang telah dilakukan sebelumnya dengan menggunakan model yang nyata.

\section{Permasalah dan Solusi}

Dapat diperhatikan pada persamaan~\eqref{eq:ss-formasi}, state yang digunakan membutuhkan koordinat relatif dari tetangganya.
Akan tetapi pada batasan penelitian ini, sensor yang digunakan hanya memberikan jarak terhadap tetangganya.
Sedangkan koordinat relatif yang digunakan adalah kartesian.
Apabila yang diketahui adalah jarak maka koordinat yang bisa digunakan adalah polar.
Sedangkan koordinat polar membutuhkan sudut antara agent dan tetangganya.
Oleh karena itu dibutuhkan algoritma khusus untuk mendapatkan sudut tersebut.

Untuk mengembangkan algoritma tersebut, dapat menggunakan hukum \textit{cosinus} segitiga untuk menentukan sudutnya.
Dengan memanfaatkan komunikasi antar robot, maka robot dapat mengirimkan informasi state kecepatan kepada tetangganya.
Sehingga informasi tersebut dapat digunakan untuk memantau koordinat relatif terhadap tetangganya.
Akan tetapi state kecepatan tersebut membutuhkan nilai inisialisasi.
Nilai inisialisasi ini akan diperoleh menggunakan algoritma \textit{cosinus}.
Sehingga, harapanya adalah kendali multi-robot menggunakan kendali PI dapat digunakan sesuai batasan penelitian.