Sistem Kendali PID pada Modus Transisi Terbang Tiltrotor

SYAFRIZAL AKHZAN, Andi Dharmawan, S.Si., M.Cs.

2014 | Skripsi | ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Tiltrotor merupakan jenis pesawat tanpa awak yang dapat lepas landas secara vertikal dan terbang maju dengan kecepatan penuh. Kemampuan ini didukung dengan adanya aktuator yang dapat mengubah sudut baling-baling pada modus transisi. Tanpa adanya sistem kendali pada modus hovering dan transisi, akan menyebabkan tiltrotor sulit untuk dikendalikan. Penelitian ini bertujuan merancang dan membuat sistem yang mampu menstabilkan tiltrotor dengan mempertahankan sudut orientasi roll, pitch, dan yaw tiltrotor pada modus hovering dan transisi menggunakan pengendali PID. Pengendali PID menggunakan negative feedback yang berasal dari pembacaan sensor accelerometer, gyroscope, dan magnetometer dengan metode DMP dan Madgwick quaternion menghasilkan keluaran pulsa untuk mengendalikan kecepatan motor brushless dan posisi sudut motor servo. Hasil dari pengendali PID juga dibandingkan dengan pengendali P dan PI. Sesuai dengan pengujian, sistem kendali pada modus transisi pada sudut roll dengan setpoint 0° mampu mempertahankan posisi sudut roll pada sudut rata-rata 0.48° dengan standar deviasi 1.75°, pada sudut pitch dengan setpoint -25° mampu mempertahankan posisi sudut pitch pada sudut rata-rata -25.26° dengan standar deviasi 2.87°, pada sudut yaw mampu mempertahankan posisi sudut yaw pada rentang -10° hingga 0° dengan sudut rata-rata -3.78° dan standar deviasi 1.83°.

Tiltrotor is an unmanned aerial vehicle which can take off vertically and fly with full speed. These abilities are supported by actuators, which can change the angle of propellers in transition mode. Without control system in hovering mode and transition mode, it will be difficult to control tiltrotor. The purpose of this research is to design the system which can stabilize the tiltrotor by maintaining oriented angle of tiltrotor's roll, pitch, and yaw in hovering mode and transition mode by using PID controller. PID controller uses negative feedback which is obtained from accelerometer, gyroscope, and magnetometer by using DMP method and Madgwick quaternion to produce the pulse to control the velocity of brushless motor and angle position of servo motor. The result of PID controller is also compared to P controller and PI controller. According to the test, control system in transition mode for roll angle with setpoint 0° is capable to maintain position of roll angle at average angle 0.48° with standard deviation 1.75°. Control system for pitch angle with setpoint -25° is capable to maintain position of pitch angle at average angle -25.26° with standard deviation 2.87°. Control system for yaw angle is capable to maintain position of pitch angle at range -10° to 0° with average angle -3.78° and standard deviation 1.83°.

Kata Kunci : tiltrotor, PID, modus transisi