DESAIN SISTEM KONTROL ROBUST PID H∞ CONTROL DENGAN OPTIMASI GENETIC ALGORITHM UNTUK ATTITUDE CONTROL QUADROTOR UAV

Abstract

                                                                         Abstrak

Sistem yang robust sangat penting dalam desain sistem kontrol karena sistem di dunia nyata rentan terhadap gangguan eksternal. Beberapa teknik untuk merancang sebuah kontroler yang robust memiliki struktur yang rumit dan orde yang tinggi, namun hal tersebut sangat dihindari dalam praktek kerja. Untuk mengatasi masalah ini, dirancang kontroler dengan struktur yang tetap. Penelitian ini membahas model dan kontroler quadrotor uav. Metode Euler-Newton digunakan untuk memodelkan persamaan dinamika quadrotor. Teknik kontrol yang digunakan dalam perancangan kontroler robust PID berdasarkan teori H∞ loop shaping dan H∞ mixed sensitivity dengan struktur kontroler PID. Pole loop tertutup dari sistem kontrol ditempatkan pada daerah kiri garis bidang-s untuk menjaga stabilitas sistem. Algoritma genetika digunakan untuk menyelesaikan dan mendapatkan parameter kontroler. Berdasarkan pengujian yang dilakukan dengan menerapkan PID, robust PID H∞ mixed sensitivity dan robust PID H∞ loop shaping kontroler ke dalam sistem attitude Quadrotor, kontroler robust PID H∞ loop shaping pada sistem kontrol roll memiliki settling time lebih cepat daripada PID dan robust PID H∞ mixed sensitivity. Demikian pula, ketika robust PID H∞ loop shaping kontroler diterapkan pada sistem kontrol pitch dan yaw.

Kata kunci: H∞ loop shaping, H∞ mixed sensitivity, Robust PID  control, Quadrotor uav

Abstract

Robustness is importance in control-system design because real systems are vulnerable to external disturbance. many techniques for designing a robust controller have complicated structure and high order.  It is well known that a high order or complicated structure controller is not desired in practical work. To overcome this problem, a fixed-structure robust controller is designed. This research presented the modelling and control of a quadrotor uav. The Euler-Newton formalism was used to model the dynamic system. The proposed control for designing a robust PID controller for attitude quadrotor based on H∞ loop shaping and H∞ mixed sensitivity with PID structured controller. The closed-loop poles of the controlled system was placed in left-hand side of a vertical line in the complex s-plan in order to maintain the stability of system. Genetic algorithm (GA) is applied to solve and achieve the control parameters. Based on testing that performed by applying PID, robust PID H∞ mixed sensitivity and robust PID H∞ loop shaping controller on attitude quadrotor, robust PID H∞ loop shaping controller on roll control system had faster settling time than PID and robust PID H∞ mixed sensitivity system response. Similarly, when robust PID H∞ loop shaping applying on pitch and yaw control system.

Keyword : H∞ loop shaping, H∞ mixed sensitivity, Robust PID control, Quadrotor uav