Implementasi Full State Feedback LQR dengan JST pada Kendali Ketinggian Quadrotor

  • Faisal Fajri Rahani Universitas Ahmad Dahlan
  • Tri Kuntoro Priyambodo Universitas Gadjah Mada

Abstract

Salah satu jenis pesawat tanpa awak yang sering digunakan saat ini adalah quadrotor. Pesawat jenis ini memiliki kemampuan untuk lepas landas secara vertikal. Makalah ini mengimplementasikan sistem kendali ketinggian pada sumbu z quadrotor. Kendali yang digunakan yaitu metode full state feedback Linear Quadratic Regulator (LQR) dengan jaringan saraf tiruan. Metode full state feedback LQR yang digunakan pada sistem ini adalah dua belas state dengan masing-masing konstanta feedback K ditala dengan metode jaringan saraf tiruan. Makalah ini mengimplementasikan metode jaringan saraf tiruan untuk mengubah konstanta feedback pada sumbu z. Arsitektur jaringan saraf tiruan yang digunakan yaitu dua belas input layer, 48 hidden layer, dan satu output layer. Makalah ini membandingkan nilai hasil simulasi dengan nilai respons sistem hasil implementasi yang diterapkan pada quadrotor. Pengujian dengan full state feedback LQR menggunakan jaringan saraf tiruan memperbaiki respons sistem hingga ±0,77 detik serta perbaikan nilai steady state error hingga ±12 cm. Berdasarkan hasil penelitian tersebut, sistem ini dapat diimplementasikan kendali pada sistem yang lain.

References

[1] D. Matouk, O. Gherouat, F. Abdessemed, dan A. Hassam, “Quadrotor Position and Attitude Control via Backstepping Approach,” Proc. 2016 8th Int. Conf. Model. Identif. Control. ICMIC 2016, 2016, hal. 73–79.
[2] D. Shatat dan T. A. Tutunji, “UAV Quadrotor Implementation: A Case Study,” 2014 IEEE 11th International Multi-Conference on Systems, Signals and Devices, SSD 2014, 2014, hal. 1-6.
[3] L. Keke, C. Yong, dan L. Songlin, “Research on Integrated Attitude Determination Methods Based on MEMS Device for Quadrotor UAVs,” Proc. 2017 IEEE Int. Conf. Unmanned Syst. ICUS 2017, 2017, hal. 150–155.
[4] D.H. -Rui dan L. Bo, “Altitude Control Algorithm Design of the Quadrotor Aircraft,” Proceedings - 2017 Chinese Automation Congress, CAC 2017, 2017, hal. 6022–6026.
[5] A.E. Mulyono, A. Triwiyatno, dan Sumardi, “Desain Sistem Kontrol LQIT-Gain Schedulling PID untuk Way Point Tracking Control Quadrotor UAV,” J. Nas. Tek. Elektro dan Teknol. Inf., Vol. 3, No. 2, hal. 129–135, 2014.
[6] T.K. Priyambodo, A. Dharmawan, O.A. Dhewa, dan N.A.S. Putro, “Optimizing Control Based on Fine Tune PID using Ant Colony Logic for Vertical Moving Control of UAV System,” AIP Conf. Proc. 1755, 2016, hal. 170011-1-6.
[7] E.C. Suicmez dan A.T. Kutay, “Attitude and Altitude Tracking of Hexacopter via LQR with Integral Action,” 2017 Int. Conf. Unmanned Aircr. Syst. ICUAS 2017, 2017, hal. 150–159.
[8] E. Lavretsky dan K. Wise, Robust and Adaptive Control, London, UK: Springer, 2013.
[9] A. Dharmawan dan I.F. Arismawan, “Sistem Kendali Penerbangan Quadrotor pada Keadaan Melayang dengan Metode LQR dan Kalman Filter,” Indonesian J. Electron. Instrum. Syst.(IJEIS), Vol. 7, No. 1, hal. 49-60, 2017.
[10] C. Sun, T. Lu, dan K. Yuan, “Balance Control of Two-wheeled Selfbalancing Robot Based on Linear Quadratic Regulator and Neural Network,” 2013 Fourth Int. Conf. Intell. Control Inf. Process., 2013, hal. 862–867.
[11] P. Gautam, “Optimal Control of Inverted Pendulum System Using ADALINE Artificial Neural Network with LQR,” 2016 Int. Conf. Recent Adv. Innov. Eng., 2016, hal. 1–6.
[12] S. Kusumadewi dan S. Hartati, Neuro-Fuzzy: Integrasi Sistem Fuzzy & Jaringan Syaraf, 2nd ed. Yogyakarta, Indonesia: Graha Ilmu, 2010.
[13] L.R.G. Carrillo, A.E.D. López, R. Lozano, dan C. Pégard, Quad Rotorcraft Control, Vol. 1, London, UK: Springer London, 2013.
[14] P. Pounds, R. Mahony, dan P. Corke, “Modelling and Control of a Quad-Rotor Robot,” Proc. of the 2006 Australasian Conf. on Robotics and Automation, 2006, hal. 1-10.
[15] K. Ogata, Modern Control Engineering, 5th ed., Vol. 17, London, UK: Pearson, 2010.
[16] F.F. Rahani dan T.K. Priyambodo, “Penalaan Mandiri Full State Feedback dengan LQR dan JST Pada Kendali Quadrotor,” Indonesian J. Electron. Instrum. Syst. (IJEIS), Vol. 9, No. 1, hal. 21-32, 2019.
Published
2019-11-20
How to Cite
Faisal Fajri Rahani, & Tri Kuntoro Priyambodo. (2019). Implementasi Full State Feedback LQR dengan JST pada Kendali Ketinggian Quadrotor. Jurnal Nasional Teknik Elektro Dan Teknologi Informasi, 8(4), 357-363. Retrieved from https://jurnal.ugm.ac.id/v3/JNTETI/article/view/2561
Section
Articles