IMPLEMENTASI METODE LQR (LINEAR QUADRATIC REGULATOR) PADA QUADROTOR DENGAN PENALAAN Q DAN R UNTUK KEADAAN HOVERING

OKTAF AGNI DHEWA, Andi Dharmawan, S.Si.,M.Cs.

2014 | Skripsi | ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Quadrotor adalah pesawat tanpa awak yang memiliki kemampuan lepas landas secara vertikal dan mendukung pesawat melakukan hovering sehingga dapat dimanfaatkan dalam misi foto udara. Akan tetapi tanpa adanya kendali yang baik menyebabkan quadrotor tidak mudah dikendalikan, maka dari itu penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat sistem yang dapat menstabilkan penerbangan quadrotor pada kondisi melayang dimana dapat mempertahankan sudut orientasi (roll, pitch, dan yaw) terhadap sumbu bumi dengan menggunakan metode LQR. LQR merupakan kendali optimal yang diimplementasikan dalam ruang dan waktu, dimana membentuk masukkan proses sistem berasal dari perkalian antara nilai state (sudut hasil pembacaan sensor gyroscope dan accelerometer dengan metode DMP) dan nilai negative feedback. Nilai masukkan tersebut dikonversi menjadi pulsa untuk mengendalikan kecepatan motor brushless dalam mempertahankan posisi quadrotor. Hasil pengujian menunjukkan, nilai Q dan R sudut roll dan pitch sama yaitu Q=800 dan R=1, dimana rata-rata sudut roll sebesar 0,25° dengan standar deviasi sebesar 1,69° dan rata-rata sudut pitch sebesar 0,15° dengan standar deviasi sebesar 1,01°. Sedangkan nilai Q dan R sudut yaw adalah Q=500 dan R=1, dengan sudut yaw mempertahankan pada kisaran sudut 60° hingga 80°. Untuk kecepatan respon atau rise time, sudut roll memiliki nilai 0,09 detik dan sudut pitch memiliki nilai 0,15 detik.

Quadrotor is an unmanned aircraft which has the ability to take off vertically and support the aircraft to hover so that it can be used in aerial photography missions. Hovewer, quadrotor is not easy to be controlled without a good control system, therefore the aims of this research are design and make a system which can stabilize the flight of quadrotor in a hovering condition that can maintain the orientation angles (roll, pitch and yaw) from the axis vehicle to the axis of the earth by using LQR method. LQR is an optimal control, which is implemented in space and time, forming an input process system that come from a multiplication between state value, angle resulting from a reading of gyroscope and accelerometer sensors with the DMP method, and negative feedback value. The value of the input converted into a pulse to control the speed of motor brushless in maintaining quadrotor position. The result of this research shows that the value of Q and R angles, roll and pitch, are the same, Q = 800 and R =1, whereas the average of roll angle of 0,25 % with the deviation standard of 1,69° and the average pitch angle of 0, 15 ° with the deviation standard of 1.01 °. While the values of Q and R yaw angles are 500 and 1 with the yaw angle maintaining the angle range 60 ° to 80 °. For the speed of response or rise time, the roll angle has a value of 0.09 seconds and the pitch angle has a value of 0.15 seconds.

Kata Kunci : quadrotor, LQR, hovering.