Abstract

PID with Fuzzy Logic Control Implementation on Unmanned Aerial Vehicle System

The unmanned aerial vehicle (UAV) technology has been attracts the interest of researcher all around the world in the past decades. By definition, UAV is a small size aerial vehicle that automatically controls itself to certain mission without outside intervention. The UAV’s technology has a great potential in the future. Some of the supporting factors are the broad use of UAV in a danger situation which human cannot involve directly. For example, UAV is used for enemy surveillance in military, taking picture on a danger area, research and observation on atmosphere, sea, and forest. Considering the use of UAV in Indonesia, which has vast territory and various natural contour, We hoped that this research will be a stepping stone for UAV development in Indonesia.

On this research, the rotary wing type of vertical take-off and landing (VTOL) is being used. The platform is using the X-Cell .60 from MIT. First step will be model development. The model development is using System Identification method and combines it with First Principle method. After done with the model, next step is designing the control system. The control system will be implemented using micro controller. In this case, we chose the AVR type, ATmega 8535. In designing control system for helicopter, we first design the inner-loop stability, the altitude and attitude, then the navigation one. Our research will be limited on designing the inner loop stability while the helicopter is cruising. The PID parameters will be fixed using fuzzy logic method. Then, the whole system will be tested using hardware-in-the-loop simulation (HILS) method. The HILS will be implemented using MATLAB R2007a and seen visually using X-Plane v8.

Implementasi Pengendali PID dengan Logika Fuzzy pada Sistem Kendali Wahana Terbang Mandiri

Teknologi wahana terbang mandiri atau yang lebih dikenal dengan istilah unmanned aerial vehicle (UAV) telah menarik minat peneliti di laboratorium teknologi di seluruh dunia selama beberapa dekade belakangan ini. Definisi UAV adalah wahana terbang berukuran kecil yang dapat mengendalikan dirinya secara otomatis tanpa interfrensi dari luar. Teknologi UAV mempunyai potensi yang besar di masa depan, faktor pendukungnya misalnya banyak keadaan dimana karena bahaya atau faktor lainnya, yang tidak dapat melibatkan manusia. Salah satu contoh aplikasinya dalam bidang militer misalnya untuk keperluan pengintaian musuh, daerah berbahaya, perbatasan, pengamatan dan penelitian keadaan atmosfer, hutan, laut, dll. Melihat potensi pengembangan UAV di Indonesia yang mempunyai wilayah yang luas dan kontur alam yang beragam, maka dengan penelitian ini kami berharap dapat menjadi salah satu batu loncatan untuk pengembangan teknologi UAV selanjutnya di Indonesia.

Jenis UAV yang digunakan adalah helikopter, dengan tipe X-Cell .60 dari MIT. Pertama-tama akan dikembangkan model helikopter tersebut. Pengembangan model ini menggunakan metode System Identification digabung dengan metode First Principle yang telah dikembangkan sebelumnya. Setelah model didapatkan, tahap selanjutnya adalah merancang pengendalinya. Dalam kendali helikopter, pertama-tama diperlukan kemampuan untuk menstabilkan kelakuan (attitude) helikopter pada ketinggian (altitude) tertentu; kemudian kemampuan untuk merubah kecepatan, posisi, dan orientasi untuk mengikuti suatu trajektori yang diinginkan. Pembatasan masalah dalam penelitian ini yaitu pada kemampuan untuk menstabilkan altitude dan attitude (roll, pitch, yaw) helikopter dalam kondisi terbang cruise. Dalam penelitian ini akan dilakukan perancangan sistem kendali UAV dengan menggunakan mikrokontroler. Pengendali yang akan dirancang menggunakan pengendali PID yang parameter-parameter PID tersebut diatur dengan menerapkan logika fuzzy. Sistem mikrokontroler yang dirancang akan diuji dengan metoda hardware in-the-loop simulation (HILS). Simulasi tersebut akan diimplementasikan menggunakan MATLAB R2007a dan ditampilkan secara visual menggunakan software X-Plane versi 8.