BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Masalah. Rancangan pesawat yang kurang stabil namun lebih dapat bermanuver diperkenalkan oleh wright bersaudara.rancangan dari pesawat yang kurang stabil ini mengakibatkan pekerjaan pilot menjadi lebih sulit dan lebih melelahkan,sehingga muncul ide untuk membentuk suatu sistem pilot automatis atau sering disebut sebagai autopilot. Tujuan awal dan utama dari perancangan sistem autopilot adalah untuk mengembalikan perilaku pesawat setelah terjadi beberapa gangguan. Automatic pilot yang disingkat sebagai AUTOPILOT adalah peralatan otomatis yang terdiri dari peralatan mesin dan elektronik yang dapat menggerakkan sendiri peluru kendali atau pesawat. Sistem fisik dari kontrol autopilot pesawat dapat direpresentasikan dalam fungsi-fungsi matematis. Artinya karakteristik dari masukan maupun keluaran sistem kontrol dapat dinyatakan sebagai sekumpulan persamaan matematis. Dengan mendapatkan fungsi-fungsi masukan dan keluaran dapat dirancang suatu sistem kontrol autopilot yang optimal dan stabil. Pada sistem kontrol autopilot pesawat pada dasarnya terdiri atas dua sistem, yaitu sistem lup terbuka dan sistem lup tertutup. Untuk merancang suatu sistem kontrol yang optimal dapat digunakan metode pembentukan lup. Dimana metoda pembentukan lup adalah suatu metoda dimana kita mencoba untuk memilih kontroller sehingga fungsi transfer lup memenuhi dari bentuk yang diinginkan. Apabila lup yang diinginkan telah sesuai maka kita dapat melihat dari plot kriteria Nyquist-nya. Perancangan kontrol PID (Proporsional,Integral,Diferensial) dengan menggunakan metoda pembentukan lup bertujuan untuk memenuhi stabilitas serta mengantisipasi pengaruh gangguan yang mungkin terjadi pada kondisi nyata jika kondisi ini digunakan.
Perancangan controller PID selama ini menggunakan metoda trial and error dengan perhitungan yang memakan waktu lama, MATLAB yang dilengkapi kontrol toolbox membantu perancang untuk melihat respon berbagai kombinasi konstanta dengan variasi input yang berbeda.penggunaan MATLAB sangat membantu perancang dalam menentukan kombinasi di antara P (Proporsional),I (Integral) dan D (Diferensial) kontroler untuk menghasilkan sistem pengaturan yang baik dan sederhana. I.2.Tujuan Penelitian Adapun yang menjadi tujuan dari penelitian ini adalah sesuai dengan latar belakang yang telah dinyatakan sebelumnya yaitu: 1. Mengetahui parameter-parameter yang mempengaruhi dalam perancangan kontroler PID dengan menggunakan metode pembentukan LUP. 2. Menganalisa kestabilan sistem pada sistem kontrol autopilot yang dirancang. 3. Menggunakan metoda pembentukan lup PID (Proporsional Integral Diferensial) untuk mendapatkan sistem kontrol yang stabil terhadap gangguan perubahan. 4. Untuk mendapatkan nilai konstanta penguatan dengan menggunakan metode pembentukan lup
I.3. Batasan Masalah Batasan Masalah dalam penulisan tugas akhir yang saya buat adalah sebagai berikut yaitu: 1. Pada Simulasi ini tidak membahas komponen penyusun pesawat. 2. Pada simulasi ini sistem kontrol yang didesain adalah sistem kontrol dinamik didesain dengan menggunakan metoda pembentukan loop PID 3. Gerak pesawat yang dibahas hanyalah gerak longitudinal pesawat yang meliputi : a.kontrol sudut serang pada mode gerak osilasi periode pendek (short period oscilation) b.kontrol sudut ketinggian pada mode gerak phugoid. 4. Pada simulasi ini analisis kestabilan berdasarkan metoda respons frekuensi dan metoda kestabilan Nyquist. 5. Massa pesawat dianggap konstan 6. Pesawat dianggap sebagai benda tegar 7. Bumi adalah kerangka acuan inersial 8. Tidak membahas mengenai aerodinamika pesawat 9. Tipe pesawat yang digunakan dalam simulasi adalah tipe pesawat tempur F- 16A/B fighting falcon.
I.4 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui analisis kestabilan sistem di desain dengan menggunakan metoda pembentukan lup PID (Proporsional Integral Diferensial) 2. Meningkatkan pemahaman tentang kontrol autopilot pada pesawat terbang khususnya pada gerak longitudinal pesawat 3. Meningkatkan pemahaman mengenai metoda pembantukan lup pada sistem kontrol I.5. Metode Penelitian Adapun yang menjadi metodologi penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Melakukan studi literatur untuk mendapatkan persamaan gerak pesawat. 2. Menurunkan fungsi transfer menggunakan data fisik dari pesawat dan persamaan gerak. 3. Mendesain sistem dengan menggunakan metoda pembentukan lup PID. 4. Melakukan simulasi dan analisis respon dengan adanya kombinasi kontroler PID
I.6 Sistematika Penulisan Penyusunan Tugas Akhir ini berurutan sesuai dengan penulisan sebagai berikut: BAB I : PENDAHULUAN Bab ini secara berturutan membahas tentang latar belakang,perumusan masalah,tujuan penelitian dan sistematika penulisan. BAB II: LANDASAN TEORI Bagian ini menjelaskan tentang anatomi pesawat,kriteria kestabilan Nyquist dan metode kedudukan akar,sistem kontrol lup terbuka dan sistem kontrol lup tertutup,kontroller PID,metode pembentukan lup,dan dinamika gerak longitudinal pesawat BAB III: PEMODELAN SISTEM DAN PERANCANGAN Bab ini menjelaskan tentang penurunan persamaan gerak longitudinal pesawat,fungsi alih yang didapat dengan menggunakan prosedur pembentukan lup PID BAB IV: SIMULASI DAN ANALISIS Pada bagian ini memberikan hasil simulasi serta analisa dan penjelasan dari sistem kontrol untuk mendapatkan respon dari sistem BAB V: KESIMPULAN Bab ini memberikan kesimpulan dari hasil analisa dan simulasi desain sistem kontrol gerak longitudinal pada pesawat terbang dengan menggunakan metoda pembentukan lup