Implementasi Sistem Kendali PID Ziegler-Nichols pada Quadrotor

MUHAMMAD GHIFARI A, Andi Dharmawan, S.Si., M.Cs

2015 | Tugas Akhir | D3 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI SV

Quadrotor merupakan pesawat tanpa awak yang memiliki kemampuan hovering dimana terdapat 4 rotor sebagai penggerak dan sensor sebagai komponen untuk memberikan feedback ke mikrokontroller untuk kestabilan terbang di udara. Sistem yang dibangun dikendalikan melalui sebuah remote control yang dioperasikan pengguna sebagai pemberi perintah kepada quadrotoruntuk mengatur pergerakan quadrotor. Keduanya dapat berkomunikasi secara nirkabel dengan transmitter yang dikendalikan oleh pengguna, dan receiver yang menerima data serta meneruskan data tersebut ke arduino nano sebagai kontroller. Selanjutnya data sinyal remote control diolah untuk kemudian dikonversi menjadi perintah untukmenentukan arah gerak dari quadrotor. Quadrotor membutuhkan sistem kendali agar respon terbangnya menjadi lebih optimal. Pada penelitian ini digunakan sistem kendali dengan metode PID. Konstanta Proporsional, Integral, dan Derivatif diperoleh menggunakan metode Ziegler-Nichols dengan metode osilasi dan fine tune, yaitu untuk sudut pitch : Kp = 0.16, Ki = 0,11 dan Kd = 0.04,untuk sudut roll : Kp = 0.17, Ki = 0,10 dan Kd = 0.04, dan untuk sudut yaw : Kp = 0.46, Ki = 0,23 dan Kd = 0.23. Rata-rata waktu respons kendali quadrotor terhadap perintah dari remote control adalah 0.01 detik.

Quadrotor is an unmanned aireal vehicle that has anabilityto hoverwhere there are4rotorsas actuatorand a sensoras a componenttoprovidefeedbackto the microcontrollerforflying stabilityonthe air. The system builtis controlledviaaremote controloperated by an userasgivingorders toquadrotortocontrolmotions of quadrotor.Both of them cancommunicate wirelesslywith auser-controlledtransmitter, and areceiverthatreceives dataand transmitthe data toarduinonanoas acontroller.Remote controlsignal datais processedand thenconverted intoa commandto determinethe directionof motionof thequadrotor. Quadrotor needs a control system that can make its respond runs optimally. In this study the method of control system that used is PID controller. PID gain obtained using Ziegler-Nichols oscillation method, the value for pitch angle: Kp = 0.16, Ki = 0.11 and Kd = 0.04, for roll angle : Kp = 0.17, Ki = 0.10 and Kd = 0.04 and for yaw angle: Kp = 0.46 Ki = 0.23 and Kd = 0.23. The average response time of quadrotor control system to command from remote control is 0.01 seconds.

Kata Kunci : UAV, pitch, roll, yaw