SIMULASI DAN ANALISIS SISTEM STABILISASI PADA SUDUT PITCH ELECTRIC HYDROFOIL SURFBOARD

Abstract

Inovasi Electric hydrofoil surfboard (eFoil) dalam olahraga air memungkinkan peselancar untuk meluncur di atas permukaan air tanpa bergantung pada ombak, namun stabilitas, terutama pada sudut pitch, menjadi faktor krusial untuk menjamin keselamatan dan kenyamanan pengguna. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis stabilitas dan merancang sistem kontrol untuk stabilisasi sudut pitch pada eFoil melalui pemodelan matematis sistem dengan 3 derajat kebebasan (surge, heave, pitch). Model ini diimplementasikan dalam perangkat lunak MATLAB-Simulink dengan memperhitungkan secara akurat berbagai gaya yang bekerja, seperti gaya angkat, hambat, berat, dorong, dan apung. Hasil simulasi pada skema open-loop menunjukkan bahwa sistem secara inheren tidak stabil, yang ditandai dengan sudut pitch yang terus meningkat tanpa batas. Untuk mengatasi masalah ini, dirancang sebuah sistem kontrol feedback menggunakan kontroler PID (Proportional-Integral-Derivative). Parameter gain PID (Kp, Ki, Kd) kemudian dioptimalkan menggunakan Algoritma Genetika dengan fungsi objektif Integral Time Absolute Error (ITAE) untuk mendapatkan respons sistem yang cepat dan minim overshoot. Dengan implementasi kontroler PID yang telah dioptimalkan (Kp=52,71; Ki=99,99; Kd=3,84), sistem closed-loop berhasil mencapai stabilitas. Respons sistem menunjukkan settling time sekitar 2 detik dengan steady-state error yang dapat diabaikan, membuktikan bahwa penggunaan kontroler PID sangat efektif untuk menstabilkan sudut pitch eFoil, yang secara langsung juga meningkatkan performa dan keamanan wahana secara keseluruhan.