ROBOTICS UNIVERSITY. Diberdayakan oleh Blogger.

OS4 QUADROTOR - EPFL

robotics-university.com | Portofolio penelitian dan pembuatan quadrotor selanjutnya adalah OS4 quadrotor rancangan Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL). Pada portofolio penelitian ini, peneliti memfokuskan penelitiannya selain pada upaya mendapatkan pengendalian quadrotor yang lebih mantap (robust controller), pemodelan sistemnya, juga tentang kemampuan sebuah quadrotor untuk menghindari halangan yang berada di sekitar ruang pergerakkannya.

Dalam penelitian untuk program doktor (Ph.D), Samir Bouabdallah [Bouabdallah, 2007] merancang sebuah quadrotor yang diberi nama dengan Omnidirectional Stationary Flying OUtstretched Robot (OS4). Gambar 1 merupakan gambaran dari quadrotor OS4 buatan [Bouabdallah, 2007]. Secara fisik bentuk quadrotor OS4 cukup sederhana dan terlihat ringan.


Gambar 1. Quadrotor OS4
(Sumber: [Wierema, 2008])

Menurut [Wierema, 2008], perangkat keras OS4 terdiri atas kerangka fisik rancangan sendiri, motor DC brushless (DCBL) yang tidak dilengkapi dengan sensor, flight controller berupa prosesor Geode 1200 yang berjalan pada frequensi 266 MHz dengan RAM berkapasitas 128 Mb, pada flight controller yang digunakan telah terintegrasi dengan mikrokontroler untuk hubungan antarmuka dengan piranti bluetooth dan juga untuk membangkitkan pulse position modulation (PPM). Selain itu, masih pada papan flight controller yang sama juga telah dilengkapi dengan konektor untuk antarmuka dengan piranti penerima sinyal kendali dari remote controller sebanyak 5 kanal. OS4 menggunakan Microstrain 3DM-GX IMU sebagai sensor pendeteksi sikap dan posisinya. Kemudian, OS4 juga dilengkapi dengan 5 unit sensor ultrasonik SRF10 buatan Devantech (www.robot-electronics.co.uk). Satu unit untuk mendeteksi ketinggian, semenara 4 unit lainnya digunakan sebagai sensor penghindar dari hambatan. Untuk meningkatkan kualitas perkiraan posisi quadrotor, maka OS4 dilengkapi dengan sistem penglihatan (vision systems) yang berupa kamera CCD.

Gambar 2. Struktur pengendalian quadrotor OS4
(Sumber: [Bouabdallah, 2007])

Gambar 2 merupakan gambar struktur pengendali yang diterapkan pada quadrotor OS4. Dalam upaya mendapatkan hasil pengendalian OS4 yang paling baik, dalam penelitiannya, [Bouabdallah, 2007] melakukan percobaan 5 buah teori teknik kendali yang disimulasikan dan diterapkan pada quadrotor OS4. Pertama, teknik kendali berdasar teori Lyapunov. Dengan teori Lyapunov dihasilkan pengendalian quadrotor yang sangat reaktif, khusunya pada pengendalian searah sudut yaw. Akan tetapi stabilitas pada daerah titik keseimbangan tidak cukup baik untuk mengizinkan quadrotor terbang melayang (hover) dengan tenang. Kedua, teknik kendali berdasar teori pengendalian PID. Dengan teknik PID diperoleh quadrotor yang dapat beradaptasi dengan baik ketika hampir terbang melayang dan dapat menghindar dari gangguan yang besar. Dengan teknik ini, dimungkinkan akan diperoleh performa quadrotor yang baik pada awal-awal penerbangan otomatis. Ketiga, teknik kendali berdasar teori pengendali optimal linear quadratic (LQ). Dengan teknik LQ, menunjukkan hasil stabilitas rata-rata. Selain itu dengan teknik LQ juga menunjukkan efek dinamika pada quadrotor yang lebih sedikit dari teknik PID. Keempat, teknik kendali berdasar teori teknik kendali langkah-mundur (backstepping control). Dengan teknik backstepping dihasilkan quadrotor mampu mengendalikan sudut orientasinya. Kelima, teknik kendali berdasar teori teknik sliding-mode. Dengan teknik sliding-mode tidak diperoleh hasil yang baik.

Dari kelima pendekatan teori teknik kendali yang digunakan, hasil terbaik yang diterapkan pada quadrotor OS4 adalah teknik kendali kombinasi antara teknik kendali PID dengan teknik backstepping. Tujuan dari pemilihan teknik kendali ini adalah untuk memperoleh sistem pengendali yang mampu mengendalikan ketinggian, sikap, dan posisi quadrotor dengan baik. Dari penelitian ini, dihasilkan quadrotor OS4 yang mampu melakuakn take-off, terbang melayang (hover), landing, dan menghindar dari tabrakan secara otomatis. Menurut [Bouabdallah, 2007], kemampuan quadrotor OS4 dalam menghindar dari tabrakan merupakan kelebihan quadrotor OS4 dari quadrotor yang pernah ada. Kemampuan menghindar dari tabrakan dimiliki oleh quadrotor OS4 karena quadrotor OS4 dilengkapi dengan 4 buah sensor ultrasonik yang berguna untuk mendeteksi adanya hambatan (obstacle) di sekelilingnya.


Referensi:
[Bouabdallah, 2007] Bouabdallah, S. (2007). Design and control of quadrotors with application to autonomous flying. PhD thesis, EPFL.

[Wierema, 2008] Wierema, Menno. (2008). Design, implementation and flight test of indoor navigation and control system for a quadrotor UAV. Master’s thesis. Delft University of Technology.


Tag : Multirotor
0 Comment For "OS4 QUADROTOR - EPFL"

Kami hanya mengizinkan komentar yang berkualitas!

Back To Top