Perancangan Sistem Kendali Transisi Backward Pada Autonomus Hybrid VTOL UAV Dengan Tilt Rotor Menggunakan Sliding Mode Control

Maulidina, Shirly (2024) Perancangan Sistem Kendali Transisi Backward Pada Autonomus Hybrid VTOL UAV Dengan Tilt Rotor Menggunakan Sliding Mode Control. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5009201155-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Hybrid VTOL UAV merupakan gabungan antara UAV dengan jenis fixed wing dan quadcopter yang dapat melakukan take-off dan landing dengan mode quadcopter dan cruising pada mode fixed wing yang dapat dikendalikan dari jarak jauh atau autonomus. Permasalahan yang ditinjau adalah bahwa adanya tantangan pada Hybrid VTOL UAV saat transisi yang berubah dari fase fixed wing ketika cruising menuju fase quadcopter pada saat landing karena letak aerodinamis dan keseimbangan yang berubah sehingga beresiko untuk mengalami kejatuhan atau bisa disebut meninjau transisi backward. Pada penelitian ini menggunakan UAV dengan empat rotor dengan tilt rotor pada dua rotor depan. Pada saat cruising maka tilt rotor akan menggunakan rotor horizontal dan ketika landing tilt rotor berubah arah vertikal. Pengendali yang digunakan adalah sliding mode control (SMC) dengan variabel kontrol yang diterapkan adalah posisi pada sumbu X, dan posisi sumbu Z. Variabel manipulasi yang dihasilkan dari pengendali adalah berupa sudut defleksi dari elevator, gaya thrust dari dua rotor depan dan belakang, sudut momen pitch pada mode quadcopter, serta sudut tilt rotor pada dua rotor depan. Respon sistem pada sumbu X menghasilkan rise time sebesar 30,1 s dengan settling time sebesar 37,5 s. Respon pada sumbu X tidak mengalami chattering. Namun, hasil chattering dari karakteristik kontrol SMC ditunjukkan pada respon sistem pada sumbu Z memiliki osilasi ketinggian sekitar 3.9 m. Respon pada sumbu Z mengalami settling time sebesar 36.6 s dengan maksimum overshoot 7.88% pada saat mengalami transisi. Nilai RMSE dan MAE pada respon sumbu X berturut-turut adalah 0.68 dan 0.66. Kemudian nilai RMSE dan MAE pada respon sumbu Z berturut-turut adalah 0.9035 dan 0.9019.
====================================================================================================================================
Hybrid VTOL UAV is a combination of fixed wing and quadcopter UAVs that can perform take-off and landing in quadcopter mode and cruising in fixed wing mode that can be controlled remotely or autonomously. The problem reviewed is that there are challenges in the Hybrid VTOL UAV when the transition changes from the fixed wing phase when cruising to the quadcopter phase when landing due to the aerodynamic location and balance that changes so that it is at risk of falling or can be called reviewing the backward transition. This study uses a UAV with four rotors with tilt rotors on the two front rotors. When cruising, the tilt rotor will use a horizontal rotor and when landing the tilt rotor changes to a vertical direction. The controller used is sliding mode control (SMC) with the control variables applied are position in the X-axis, and Z-axis position. The manipulation variables generated from the controller are the deflection angle of the elevator, the thrust force of the two front and rear rotors, the pitch moment angle in quadcopter mode, and the rotor tilt angle on the two front rotors. The system response on the X axis produces a rise time of 30.1 s with a settling time of 37.5 s. The response on the X-axis does not experience chattering. However, the chattering results of the SMC control characteristics are shown in the system response in the Z-axis having an altitude oscillation of about 3.9m. The response on the Z-axis has a settling time of 36.6 s with a maximum overshoot of 7.88% during the transition. The RMSE and MAE values on the X-axis response are 0.68 and 0.66, respectively. Then the RMSE and MAE values on the Z-axis response are 0.9035 and 0.9019, respectively.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Backward Transition, Hybrid VTOL UAV, Sliding Mode Control, Tilt-Rotor
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T11 Technical writing. Scientific Writing T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > T Technology (General) > T57.83 Dynamic programming T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK3070 Automatic control
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Physics Engineering > 30201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Shirly Maulidina
Date Deposited:	31 Jul 2024 02:56
Last Modified:	31 Jul 2024 02:56
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/109289

Actions (login required)

View Item