PENALAAN KENDALI POSITION HOLDING PADA QUADROTOR MENGGUNAKAN METODE SIMULASI HARDWARE IN THE LOOP

Widha Rizqika Prasetya, Dr. Andi Dharmawan, S.Si., M.Cs.

2025 | Skripsi | ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Proses penalaan gain kestabilan merupakan langkah yang krusial untuk memastikan kestabilan dan akurasi pengontrolan posisi quadrotor. Dalam proses penalaan ini, diperlukan hasil gain kestabilan yang akurat untuk mendukung pengendalian sudut orientasi roll, pitch, dan yaw, sehingga pengontrolan posisi quadrotor dapat dilakukan secara maksimal dan stabil. Penalaan gain secara langsung pada dunia nyata memiliki risiko menghasilkan gain kestabilan yang tidak akurat, yang dapat menyebabkan ketidakstabilan dalam pengendalian posisi quadrotor. Oleh karena itu, diusulkan penggunaan penalaan gain kendali berbasis simulasi, yang memanfaatkan platform seperti ROS2 dan Gazebo dengan menyertakan flight controller fisik dalam loop simulasi. Dengan menghubungkan lingkungan simulasi dan flight controller fisik, simulasi yang dirancang dapat merepresentasikan kondisi dunia nyata dengan lebih baik, sehingga proses penalaan dalam simulasi menjadi lebih optimal dan efektif dalam mendukung kestabilan sistem kendali. Pada penelitian ini, performa sistem kendali telah dikatakan optimal baik pada simulator maupun dunia nyata ketika telah menghasilkan rise time kurang dari sama dengan 1 detik, menghasilkan settling time kurang dari sama dengan 5 detik, dan menghasilkan overshoot kurang dari 20?ri besarnya gangguan yang diberikan pada quadrotor.

The process of tuning stability gains is a crucial step to ensure the stability and accuracy of the quadcopter's position control. In this tuning process, accurate stability gain results are required to support the control of roll, pitch, and yaw orientation, allowing the quadcopter's position to be controlled effectively and stably. Direct gain tuning in the real world carries the risk of producing inaccurate stability gains, which can lead to instability in the quadcopter's position control. Therefore, a simulation-based gain-tuning approach is proposed, utilizing platforms such as ROS2 and Gazebo, including a physical flight controller within the simulation loop. By linking the simulation environment with the physical flight controller, the designed simulation can more effectively represent real-world conditions, making the tuning process within the simulation more optimized and efficient in supporting the stability of the control system. In this research, the performance of the control system is considered optimal both in simulation and in the real world when it achieves a rise time of less than or equal to 1 second, a settling time of less than or equal to 5 seconds, and an overshoot of less than 20% of the magnitude of the disturbance applied to the quadrotor.

Kata Kunci : Sistem kendali, simulasi, flight controller, ROS2, Gazebo