Desain Kendali Linear Quadratic Gaussian Tracking Dengan Optimasi Algoritma Firefly Pada Quadcopter

Prabaningtyas, Sovia (2022) Desain Kendali Linear Quadratic Gaussian Tracking Dengan Optimasi Algoritma Firefly Pada Quadcopter. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6002201010-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (9MB) | Request a copy

Abstract

Quadcopter merupakan kelompok Unmanned Aerial Vehicles (UAV) dengan struktur mekanik yang sederhana, kemampuan manuver yang baik, dapat lepas landas dan mendarat secara vertikal, serta bergerak di area kecil dan tidak teratur, telah banyak digunakan dalam berbagai bidang. Untuk melakukan suatu misi tertentu, perlu diterapkan suatu kendali pada quadcopter untuk menjaga attitude dan altitude sehingga quadcopter dapat mengikuti lintasan yang telah ditentukan. Dalam kondisi ini, quadcopter akan melakukan gerak translasi, khususnya yaitu gerak lateral. Quadcopter dapat melakukan gerak lateral ketika quadcopter dapat menjaga kestabilan saat melakukan hover, karena gerak ini terjadi akibat adanya perubahan sudut dari gerak rotasi. Oleh karena itu, untuk melakukan gerak lateral, harus dilakukan gerak rotasi terlebih dahulu. Pada penelitian ini dirancang kendali Linear Quadratic Gaussian Tracking (LQGT) untuk mengendalikan gerak rotasi dan gerak lateral quadcopter. Dalam kendali LQGT, matriks pembobotan Q dan R berperan penting dalam menghasilkan kendali yang efektif, dimana dinamika dan kinerja kendali umpan balik bergantung pada matriks ini. Oleh karena itu, penentuan matriks pembobotan kendali LQGT dirumuskan sebagai masalah optimasi yang selanjutnya diselesaikan dengan menggunakan algoritma firefly untuk mendapatkan matriks pembobotan Q dan R yang optimal. Hasil rancangan kendali LQGT yang diterapkan pada sistem dinamik quadcopter berhasil membuat sistem bergerak mengikuti lintasan yang diberikan dengan rata-rata time lagging sebesar 0,59 detik. Penerapan algoritma firefly dalam penentuan matriks pembobotan Q dan R terbukti efektif dalam menghasilkan kendali yang optimal, dimana dapat menghasilkan nilai rata-rata settling time yang lebih cepat sebesar 0,2345 detik untuk semua variabel keadaan, meminimumkan nilai overshoot untuk posisi linier dengan mengurangi rata-rata overshoot sebesar 84%, serta meminimumkan eror track lintasan sebesar 99% dibandingkan hasil metode trial-error.
====================================================================================================================================
Quadcopter is a group of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) with simple mechanical structure, good maneuverability, can take-off and landing vertically, and move in small and irregular areas, has been widely used in various field. To carry out a certain mission, it is necessary to apply control into quadcopter to maintain its attitude and altitude so that quadcopter can follow predetermined trajectory. In this condition, quadcopter will perform translational motion, specifically lateral motion. Quadcopter can perform lateral motion while quadcopter can maintain stability when doing hover, because this motion occurs due to changes in angle of rotational motion. Therefore, in order to perform lateral motion, rotational motion must be performed first. In this research, Linear Quadratic Gaussian Tracking (LQGT) control was designed to control rotational and lateral motions of quadcopter. In LQGT control, weighting matrices Q and R play an important role in producing effective control, where the dynamics and performance of feedback control depend on this matrices. Therefore, the determination of LQGT control weighting matrices will be formulated as an optimization problem and then will be solved using firefly algorithm to obtain optimal weighting matrices Q and R. The results of LQGT control design that applied to the quadcopter dynamic system is successfully make the system follow the given trajectory with an average of time lagging of 0,59 seconds. The application of firefly algorithm in determining weighting matrices Q and R has proven to be effective in producing optimal control, which can produce a faster average value of settling time of 0,2345 seconds, minimize overshoot for linear positions by reducing the average overshoot by 84%, and minimize the track error by 99% compared to the result of the trial-error method.

Item Type:	Thesis (Masters)
Additional Information:	RTMa 515.642 Pra d-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Quadcopter, Linear Quadratic Gaussian Tracking, Algoritma Firefly, Optimasi, Kendali Optimal, Quadcopter, Linear Quadratic Gaussian Tracking, Firefly Algorithm, Optimization, Optimal Control.
Subjects:	H Social Sciences > HG Finance > HG4012 Mathematical models
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Mathematics > 44101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	27 Apr 2026 08:32
Last Modified:	27 Apr 2026 08:32
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/132921

Actions (login required)

View Item