Perancangan Sistem Kendali Quadcopter Menggunakan Modified Sliding Mode Control

Rudi Uswarman, Swadexi Istiqphara

Abstract


Quadcopter memiliki dinamika nonlinear yang membutuhkan sistem pengendali yang andal agar dapat terbang dengan stabil. Pada makalah ini digunakan pengendali nonlinear yakni Sliding Mode Control (SMC). SMC memiliki keunggulan di antaranya robust (tegar) terhadap gangguan dan ketidakpastian parameter serta pengendali SMC dapat menjaga kestabilan walaupun model dinamika tidak presisi. Pada simulasi dibandingkan keandalan pengendali SMC konvensional dan SMC yang telah dimodifikasi. Pengendali SMC yang dimodifikasi memiliki tujuan untuk meningkatkan robustness (ketegaran) sistem kendali dari gangguan maupun ketidakpastian. Berdasarkan simulasi, pengendali SMC yang dimodifikasi memiliki keandalan yang lebih baik daripada SMC konvensional. Pada pengendali SMC konvensional, respons quadcopter pada sumbu x terhadap posisi referensi memiliki overshoot sebesar 0,7 meter dan 0,48 meter serta terdapat undershoot sebesar 0,45 meter. Kemudian pada respons pergerakan sumbu y terdapat overshoot sebesar 0,3 meter serta undershoot sebesar 0,3 meter dan 0,48 meter. Pada keluaran SMC konvensional terhadap pergerakan sumbu z terdapat undershoot sebesar 1,75 meter. Sedangkan pada pengendali SMC yang dimodifikasi, hanya terdapat overshoot dan undershoot sebesar 0,3 meter pada pergerakan sumbu y. Pengendali SMC yang dimodifikasi lebih andal daripada pengendali SMC konvensional karena nilai pengali kendali switching pada SMC yang dimodifikasi dapat berubah-ubah secara adaptif sesuai dengan error yang disebabkan gangguan. Semakin besar gangguan, maka error akan semakin besar, kemudian error yang besar dapat meningkatkan frekuensi kendali switching sehingga tingkat keandalan akan meningkat.

Keywords


Quadcopter; SMC; Robust; SMC Konvensional

Full Text:

PDF

References


B. Vergouw, H. Nagel, G. Bondt, dan B. Custers, “Drone Technology: Types, Payloads, Applications, Frequency Spectrum Issues and Future Developments,” dalam Information Technology and Law Series, Vol. 27, B. Custers (Ed), The Hague, The Netherlands: T.M.C. Asser Press, 2016, hal. 21-45.

V.L. Foreman, F.M. Favaro, dan J.H. Saleh, “Analysis of Software Contributions to Military Aviation and Drone Mishaps,” Reliability and Maintainability Symposium, 2014, hal. 1-6.

R. Schneiderman, “Unmanned Drones are Flying High in the Military/Aerospace Sector [Spec. Reports],” IEEE Signal Processing Magazine, Vol. 29, No. 1, hal. 8-11, Jan. 2012.

W.K. Lee dan K.W. Lee, “Experimental Operation of Drone Micro-SAR with Efficient Time-Varying Velocity Compensation,” IET Journals and Magazines, Vol. 53, No. 10, hal. 682-683, 2017.

W.M. Boerner dan J.J. Morisaki, “From Airborne via Drones to Spaceborne Polarimetric-Interferometric SAR Environmental Stress-change Monitoring-comparative Assessment of Applications,” International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications, 2014, hal. 901-904.

P.V.P. Reddy, K.S. Reddy, dan N.V. Reddy, “Design and Development of Drone for Agriculture Applications,” International Journal of Latest Engineering and Management Research, Vol. 2. No. 7, hal. 50-57, Jul. 2017.

D. Murugan, A. Garg, dan D. Singh, “Development of an Adaptive Approach for Precision Agriculture Monitoring with Drone and Satellite Data,” IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, Vol. 10, No. 12, hal. 5322-5328, Des. 2017.

H. Bolandi, M. Rezaei, R. Mohsebipour, H. Nemati, dan S.M. Smailzadeh, “Attitude Control of a Quadcopter with Optimized PID Controller,” Intelligent Control and Automation, Vol. 4, No. 3, hal 335-342, 2013.

V. Indrawati, A. Prayitno, dan T.A. Kusuma, “Waypoint Navigation of AR. Drone Quadcopter using Fuzzy Logic Controller,” TELKOMNIKA, Vol. 13, No. 3, hal. 930-939, 2015.

D.C. Tosun dan H. Korul, “LQR Control of a Quadrotor Helicopter,” New Developments in Pure and Applied Mathematics, hal. 247-252, 2015.

S. Reddy, D.P. Biradar, B.L. Desai, V.C. Patil, P. Patil, V.B. Naragund, V. Desai, W. John, S.M. Channangi, dan V. Tulasigeri, “Prototype Unmanned Aerial Sprayer for Plant Protection in Agricultural and Horticultural Crops,” 14th International Conference on Precision Agriculture, 2018, hal. 1-14.

J. Liu dan X. Wang, Advanced Sliding Mode Control for Mechanical Systems, Beijing, China: Tsinghua University Press, 2012.

C. Edwards dan S.K. Spurgeon, Sliding Mode Control: Theory and Applications, Padstow, UK: T.J. International Ltd., 1998.

A. Ataka, H. Tnunay, R. Inovan, M. Abdurrohman, H. Preastianto, A.I. Cahyadi, dan Y. Yamamoto, “Controllability and Observability Analysis of the Gain Scheduling Based Linearization for UAV Quadcopter,” International Conference on Robotics, Biometrics, Intelligent Computational System, 2013, hal. 212-218.

K.S. Fu, R.C. Gonzalez, dan C.S.G. Lee, Robotics: Control, Sensing, Vision, and Intelligence,” New York, USA: McGraw-Hill, 1987.

F. Sabatino, “Quadcopter Control: Modeling, Nonlinear Control Design, and Simulation,” Thesis, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 2015.




DOI: http://dx.doi.org/10.22146/jnteti.v8i3.523

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2019 Jurnal Nasional Teknik Elektro dan Teknologi Informasi (JNTETI)

JNTETI (Jurnal Nasional Teknik Elektro dan Teknologi Informasi)

Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
Jl. Grafika No 2. Kampus UGM Yogyakarta 55281
+62 274 552305
jnteti@ugm.ac.id