Implementasi Metode PD Fine-Tuned dengan Analisis Lyapunov pada Gerak Melayang Quadrotor

ARJUN KHOLIFATULLOH, Andi Dharmawan, S.Si., M.Cs; Dr. Agfianto Eko Putra, M.Si

2015 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Pengendalian quadrotor dibutuhkan agar quadrotor dapat melayang mendekati keadaan stasioner, sehingga dibutuhkan teknik kendali. Teknik kendali yang digunakan yaitu PD controller dengan penalaan Kp dan Kd berdasarkan nilai risetime paling kecil dari sejumlah sampel dengan rentang pengujian tertentu pada fungsi transfer sudut pitch, sudut roll, dan sudut yaw menggunakan software MATLAB. Rentang pengujian didapatkan berdasarkan manual tuning. Konstanta yang telah didapatkan selanjutnya dianalisis kestabilan Lyapunov untuk mengetahui apakah sistem dengan konstanta tersebut bersifat stabil atau tidak. Pada penelitian, didapatkan Kp dan Kd untuk sudut pitch 0,089 dan 0,036, untuk sudut roll 0,087 dan 0,035, untuk sudut yaw 0,080 dan 0,024. Berdasarkan simulasi, respon sudut pitch memiliki risetime 0,111 s dan overshoot 10,482%, respon sudut roll memiliki risetime 0,114 s dan overshoot 10,736%, respon sudut yaw memiliki risetime 0,197 s dan overshoot 22,424%. Berdasarkan analisis kestabilan Lyapunov, sistem sudut pitch, sudut roll, dan sudut yaw bersifat stabil. Berdasarkan uji statis didapatkan respon sudut pitch memiliki risetime 0,600 s dan overshoot 6,133%, respon sudut roll memiliki risetime 1 s dan overshoot 10,688%. Berdasarkan uji dinamis sudut pitch memiliki error 2,860°, sudut roll memiliki error 4,230°, dan sudut yaw memiliki error 26,710°.

Quadrotor control needed to make quadrotor hovering, so quadrotor in a stationary state. Control technique used is PD controller with Kp and Kd tuning based risetime smallest value from a number of samples with a specific testing range on the transfer function of pitch angle , roll angle , and yaw angle using MATLAB software . Testing range obtained by manual tuning. Constants that have been obtained, then analyzed with Lyapunov stability to determine whether the system with that constants stable or not. In the study, obtained Kp and Kd for pitch angle 0,089 and 0,036, for roll angle 0,087 dan 0,035, and for yaw angle 0,080 and 0,024. Based on the simulation, pitch angle has 0,111 s risetime and 10,482% overshoot. Roll angle has 0,114 s risetime and 10,736% overshoot. Yaw angle has 0,197 s risetime and 22,424% overshoot. Based on Lyapunov stability analysis , system pitch angle , roll angle , and yaw angles are stable. Based on the static test response obtained pitch angle has 0.600 s risetime and 6.133% overshoot , roll angle response has 1 s risetime and 10.688 % overshoot . Based on the dynamic test pitch angle has 2.860° error, roll angle has 4,230° error, and yaw angle has 26,710° error.

Kata Kunci : quadrotor, Lyapunov, PD