Implementasi PID pada Sistem Kendali Kecepatan Terbang Pesawat Tanpa Awak Sayap Tetap

SRI ANNAS KARUNIAWAN, R. Sumiharto, S.Si., M.Kom. ; Setyawan Bekti W, S.T., M.Eng.

2016 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Pada penelitian ini telah diimplementasikan sebuah sistem kendali kecepatan terbang (airspeed) pada pesawat tanpa awak sayap tetap (UAV) menggunakan sistem kendali PID. Pengendalian kecepatan terbang (airspeed) tersebut dibutuhkan oleh UAV agar UAV dapat terbang dengan mempertahankan kecepatan terbang sesuai dengan setpoint airspeed yang ditentukan sebelum misi penerbangan sesuai dengan kebutuhan sistem. Nilai kecepatan terbang (airspeed) diperoleh dari sensor kecepatan aliran udara MPXV5004DP yang dapat menghasilkan nilai true airspeed. Sistem kendali PID pada UAV ini akan mengendalikan sistem gerak berupa motor brushless. Parameter-parameter sistem kendali PID untuk airspeed ini ditentukan dengan menggunakan kriteria kestabilan Routh-Hurwitz dan teori Ziegler-Nichols metode kedua. Kriteria kestabilan Routh-Hurwitz digunakan untuk mencari nilai Ku dan Pu dari fungsi transfer airspeed yang diperoleh dari hasil identifikasi sistem menggunakan MATLAB. Nilai Ku yang diperoleh kemudian diimplementasikan pada UAV untuk pengujian terbang. Dari hasil pengujian terbang dan penghitungan menggunakan teori Ziegler-Nichols metode kedua diperoleh nilai Kp = 15,226, Ki = 17,912, dan Kd = 3,235. Dari hasil uji terbang dengan parameter-parameter tersebut pada setpoint 8 m/s diperoleh respon sistem kendali airspeed dengan rise time 0,6 detik, settling time 1,6 detik, steady state error 0,40 - 0,48 m/s, dan overshoot 0,54 m/s.

In this study, an airspeed control systems using PID controller had been implemented on a fixed-wing unmanned aircraft (UAV). The airspeed control systems are required to maintain UAV's attitude so the UAV can fly stably in a certain airspeed setpoint that had been specified before the flight mission. The control parameters for the airspeed are obtained from the airspeed sensor MPXV5004DP that can generate true airspeed value. The PID controller in this UAV will control the brushless motor as an actuator. The PID controller parameters for the airspeed control systems are determined using Routh-Hurwitz stability criterion and Ziegler-Nichols oscillation method. The Routh-Hurwitz stability criterion is used to determine the value of critical gain (Ku) and critical period (Pu) from the determined airspeed transfer function using system identification on MATLAB. The value of Ku is implemented to the UAV for test flight. From the test flight and calculation using Ziegler-Nichols second method, the value of Kp = 15,226, Ki = 17,912, and Kd = 3,235. From the flight test results using these parameters with the setpoint 8 m/s, the rise time for that control system is approximately 0,6 seconds, settling time is 1,6 seconds, steady state error is 0,40 m/s up to 0,48 m/s, and overshoot is 0,54 m/s.

Kata Kunci : UAV, fixed-wing UAV, PID, airspeed control