IMPLEMENTASI METODE LQR PADA PENERBANGAN QUADROTOR UNTUK BERGERAK TRANSLASI

SATRIA BAGAS PRAKOSA, Andi Dharmawan, S.Si, M.Cs

2015 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Quadrotor merupakan salah satu jenis UAV (Unmaned Aerial Vehicle) dengan aktuator berupa empat buah motor. Salah satu metode kendali yang dapat diaplikasikan pada quadrotor adalah LQR (Linear Quadratic Regulator). Kendali LQR yang diimplementasikan dalam quadrotor dibangun berdasarkan enam state pengendalian meliputi sudut (pitch, roll dan yaw) dan kecepatan sudut(pitch, roll dan yaw). IMU (Inertia Measurement Unit) dengan metode DMP (Digital Motion Processing) digunakan untuk mengukur keenam state yang dikendalikan. Keenam nilai IMU tersebut akan membentuk input proses sistem berasal dari perkalian antara nilai state dan nilai negative gain feedback. Nilai input tersebut dikonversi menjadi pulsa untuk mengendalikan kecepatan motor brushless pada saat melakukan penerbangan. Implementasi metode LQR untuk sistem kendali quadrotor mampu menghasilkan kestabilan terbang yang dibuktikan pada beberapa pengujian. Pada pengujian terbang statis sikap terbang pada sudut pitch dan roll yang bernilai signifikan 0°. Sedangkan untuk sudut yaw menghasilkan 179o untuk bacaan positif serta -179o untuk bacaan negatif. Pada saat gangguan -15o terjadi, sistem kendali mampu menghasilkan rise time 0,54 detik pada sudut roll dan 0,55 detik pada sudut pitch. Selanjutnya pada pengujian terbang dinamis diperlukan skenario terbang yaitu take-off, translasi maju dan landing. Pada pengujian dinamis, sikap terbang sudut pitch saat melakukan take-off dan landing bernilai 0o kemudian pada saat bergerak maju sudut pitch yang terbentuk -5o, untuk sudut roll secara keseluruhan mampu mempertahankan 0o dan untuk sudut yaw secara keseluruhan menghasilkan 179o untuk bacaan positif, sementara itu diperoleh nilai -179o untuk bacaan negatif.

Quadrotor is one type of UAV (Unmanned Aerial Vehicle), which has four motors as actuators. One method of control that can be applied to quadrotor is LQR (Linear Quadratic Regulator). LQR control which is implemented in quadrotor built by six state control of the angles (pitch, roll, yaw) and angular velocity (pitch, roll, yaw). IMU (Inertia Measurement Unit) using the DMP (Digital Motion Processing) is used to measure angles (pitch, roll, yaw) and angular velocity (pitch, roll, yaw). The six values from IMU form input system processes derived from the multiplication of state values and the value of the negative gain feedback. The input value is converted into pulses for controlling the brushless motor speed. Implementation LQR method for quadrotor control system is able to produce a stable system while flying, demonstrated in several tests. On the static flight testing, system produces an significant pitch and angle of 0°. The yaw angle is able to maintain 179o for positive readings -179o for negative readings. When an oscilation -15o occur, the control system is able to generate rise time on the roll angle of 0,54 seconds and on the pitch angle of 0,55 seconds. On the dynamic flight testing required flight scenarios that take-off, translational forward and landing. The result of dynamic flight testing are pitch angle when take-off and landing is able to maintain 0o, also while flying forward is -5o. Then overall roll angle is 0o. Overall yaw angles is 179o for positive readings, and -179o for negative readings.

Kata Kunci : kendali, sistem, stabil, maju, pitch, roll, yaw