Pengembangan Metode Backstepping Berlandaskan PID Pada Sistem Nonlinier Untuk Penerbangan Quadrotor

GILANG RAMADHAN, Andi Dharmawan, S.Si., M.Cs ; Agfianto Eko Putra, Dr., M.Si

2016 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Quadrotor adalah salah satu jenis pesawat tanpa awak yang memiliki kemampuan terbang landas secara vertikal yang mampu diaplikasikan untuk fotografi udara, pengawasan, dan kebutuhan lain yang membutuhkan kestabilan terbang melayang di udara. Diperlukan sistem kendali untuk mendapatkan kemampuan terbang stabil. Pada penelitian ini dirancang dan dibuat sistem yang mampu menstabilkan quadrotor saat kondisi terbang melayang dengan mempertahankan sudut roll, pitch, dan yaw menggunakan metode PID Backstepping. Metode PID merupakan salah satu sistem kendali yang umum diterapkan pada quadrotor. Penelitian ini mengimplementasikan metode Backstepping untuk mendapatkan nilai parameter PID dari sudut roll, pitch, dan yaw. Metode Backstepping memasukkan konstanta c dan k dalam proses perhitungan Kp, Ki, dan Kd. Hasil penalaan PID Ziegler-Nichols dan classical tuning menghasilkan nilai Kp dan Ki optimal dari masing-masing sudut yang digunakan sebagai nilai konstanta k untuk masing-masing sudut. Setelah dilakukan penalaan manual pada konstanta k dan c, diperoleh hasil implementasi kendali PID Backstepping menghasilkan sistem kendali yang stabil dengan nilai steady-state error sudut roll 2 derajat, error sudut pitch 2 derajat, dan error sudut yaw 4 derajat.

Quadrotor is one type of unmanned aircraft that has the ability to fly off vertically that can be applied to aerial photography, surveillance, and other needs that require stability to fly in the air. Control system is required to gain the ability to fly stable. In this study, designed and created a system that is capable of stabilizing quadrotor currently hovering flight conditions by maintaining the angle of roll, pitch, and yaw using backstepping PID. PID method is one of the common control system applied to the quadrotor. This study implements backstepping method to obtain the PID parameter values of the angle of roll, pitch, and yaw. Backstepping method is used to contain the constants c and k in the process of calculating value of Kp, Ki, and Kd. Results tuning PID using Ziegler-Nichols method and classical tuning has generated optimal value of Kp and Ki for each angle, which are used as value of constant k for each angle. After manually tuning constants k and c, the result of implementation of PID Backstepping control produce a stable control system with a value of steady-state error of roll angle 2 degrees, pitch angle 2 degrees , and yaw angle 4 degrees.

Kata Kunci : quadrotor, Backstepping, PID