Desain Konfigurasi Sistem Kendali Gerak Horizontal Pada Unmanned Underwater Vehicle

Suryadarma, Muhammad Ikhsan (2023) Desain Konfigurasi Sistem Kendali Gerak Horizontal Pada Unmanned Underwater Vehicle. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 04111940000010-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Unmanned Underwater Vehicle (UUV) merupakan teknologi bawah air yang sangat gencar dikembangkan karena dapat menjadi solusi alternatif bagi pekerjaan bawah air. Keunggulan UUV dengan sistem hybrid memiliki fleksibilitas operasi yang lebih besar. Dengan kapasitas energi yang terbatas, sistem propulsi pada hybrid UUV menuntut efisiensi yang tinggi dengan tetap memiliki manuver bebas pada gerak horizontal serta kendali yang presisi. Untuk mencapai kebutuhan tersebut, dibutuhkan konfigurasi sudut thruster yang dapat disesuaikan dengan kondisi lingkungan serta misi yang akan dijalankan. Akan tetapi, perubahan konfigurasi mengakibatkan ikut berubahnya model sistem UUV sehingga akan mempengaruhi sistem kendali dari UUV. Dalam mengatasi masalah tersebut, akan dirancang modul elektronik yang bersisi sistem kendali yang dapat mengakomodir semua gerakan pada gerak bidang horizontal pengaruh sistem kendali pada UUV untuk konfigurasi sudut thruster yang berbeda. Perancangan modul sistem kendali kedap air dengan menggunakan dua tabung berdimensi 100 mm x 250 mm unutk melindungi rangkaian elektronik dan baterai. Sistem elektronik dirancang dengan STM32F411 sebagai mikrokontroler yang mengendalikan 8 ESC dan 8 motor sebagai aktuator dengan sensor gerak berupa GY-25 MPU6050 untuk membaca gerakan yaw. Sistem kendali mengintegrasikan Robot Operating System (ROS) sebagai framework untuk sistem control unit yang mengirimkan sinyal input pada sistem kendali PD yang berada pada mikrokontroler untuk mengendalikan 4 thruster bidang horizontal. Sistem kendali dianalisis dengan melihat output sudut yaw dari sensor GY-25 pada gerakan maju dengan nilai PD untuk setiap konfigurasi yang didapatkan dari hasil tuning menghasilkan penurunan nilai eror maksimal sebesar 3° untuk konfigurasi sudut 15°, 2° untuk konfigurasi 30°, dan 1° untuk konfigurasi 45°. Perbedaan kemampuan manuver UUV untuk setiap konfigurasi sudut pada gerakan maju dengan konfigurasi terbaik pada gerakan maju adalah 15° dengan selisih 23%, gerakan mundur 15° dengan selisih 24%, gerakan kanan 45° dengan selisih 59%, dan gerakan rotasi 45° dengan selisih 33%. Perbedaan ini menunjukkan bahwa konfigurasi 45° merupakan konfigurasi terbaik dengan mempertimbangkan semua gerakan.
=================================================================================================================================
Unmanned Underwater Vehicles (UUVs) are underwater technologies that are being extensively developed as alternative solutions for underwater operations. The advantage of a hybrid UUV system is its greater operational flexibility. With limited energy capacity, the propulsion system of a hybrid UUV requires high efficiency while maintaining free maneuverability in horizontal motion and precise control. To meet these requirements, an adjustable thruster angle configuration is needed to adapt to different environmental conditions and missions. However, changing the configuration affects the UUV system model, which in turn affects the UUV control system. To address this issue, an electronic module will be designed to accommodate the control system for all movements in the horizontal plane and the influence of the control system on the UUV for different thruster angle configurations. The design of the waterproof control system module will use two tubes with dimensions of 100 mm x 250 mm to protect the electronic circuitry. The system will be controlled by an STM32F411 microcontroller, which will control 8 Electronic Speed Controllers (ESCs) and 8 motors as integrated actuators. The system will be integrated with the Robot Operating System (ROS) as the framework for the control unit system, which will send input signals to the PD control system to control 4 horizontal thrusters. The control system will be analyzed by observing the yaw angle output from the GY-25 sensor during forward motion. The PD values for each configuration will be obtained through tuning, resulting in a maximum decrease in error value of 3° for the 15° angle configuration, 2° for the 30° configuration, and 1° for the 45° configuration. The difference in maneuverability capabilities of the UUV for each angle configuration in forward movement is 15° with a 23% difference, backward movement is 15° with a 24% difference, right movement is 45° with a 59% difference, and rotation movement is 45° with a 33% difference. These differences indicate that the 45° configuration is the best configuration considering all movements.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	hybrid, konfigurasi, horizontal, robot operating ystem (ROS), thruster
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM365 Remote submersibles. Autonomous vehicles.
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Naval Architecture and Shipbuilding Engineering > 36201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Ikhsan Suryadarma
Date Deposited:	08 Aug 2023 07:47
Last Modified:	08 Aug 2023 07:47
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103317

Actions (login required)

View Item