SISTEM KENDALI PENERBANGAN OTOMATIS OTOMATIS PADA PESAWAT TERBANG ( AUTOPILOT AUTOPILOT SYSTEM SYSTEM ) AGUNG NUGROHO ( G 101 14 029) JURUSAN FISIKA FAKULT FAKULTAS MA M ATEMATIKA TEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS TADULAKO
ABSTRAK ABSTRAK
Di ere m!er" i"i# $i$%em &"%r' %m%i$ m'i me"!mi"$i *m+ir !i $em $+e& +e&er,"# $e+er%i i"!$%ri !" %r"$+r%$i- S'* $% im+'eme"%$i !ri $i$%em &"%r' %m%i$ .i% +e"er+" $i$%em +e"er/"" %m%i$ (autopilt (autopilt system) system) +! +e$% %er/"- Autopilt system mer+&" mer+&" ,e"i$ $i$%em $i$%em &e"!'i &e"!'i "%i %er%% %er%%+# +# !im" $i".' &e'r" &" !i"&" $e/i m+" /'i& +! m$&&"". "%& mem+er'e* mem+er'e* +$i$i !" r* +e$% ." !ii"i"&"- P! +er$% +er$% %er!+% %i +e"e"!'i !$r# .i% elevator, elevator, pitch, dan rudder. rudder. P! +e$% %er/"# # r* !" +$i$i +$i$i +e$ +e$%% ." !ii"i !ii"i"&" "&" mer+ mer+&" &" m$&" m$&" !ri !ri $i$%e $i$%em m %+i %+i'% '%-Perer&" $.+ !" e&r !'* +'"% ." &" !i&"%r' $e*i" me"*$i'&" &e'r" r* !" +$i$i +e$% ." !ii"i"&"- A!". "" !ri 'r /er+ "i"# %e&"" !r# m+'" "# !" $e/i". mem/% r* !" +$i$i +e$% /i$ /er/* $e*i" !i+er'&" +e"i"," '" "%& memi"im'i$ir &e$'*" &e$'*" ." %er,!i%er,!i- ".& $i$%em $i$%em %+i'% m!er" mm+ me"erim me"erim !% !ri +e"erim Global Positioning System (GPS) System (GPS) ." %er+$" +! +e$%- Pe"erim GPS !+% me"e%&" +$i$i +e$% !i !r !e"" me"&'&'$i ,r& +e$% !ri %i % 'e/i* $%e'i% ." %er*/" !'m ,ri"" GPSK% &"3i sistem &"3i sistem kendali# kendali# autpilot system# system# GPS.
1
P!
1. Pendahuluan
m!er"#
Per&em/"" i'm +e"e%*"
+e"e%*"
!"
!i*r+&" me"i"&%&" m"$i
Sem&i"
i'm
."
!"
%&
+er&em/"" ''m +e"e%*"
m"$ime%!e
Km+'" ."
%
!i+e',ri
!ri
&e/i$"5&e/i$" !'m
/e&er,
!i&e"'
&"%r'er
!e""
."
mm+
6"$i56"$i m%em%i$
$er%
%
mi&r+r$e$r
mem+ me",'"&" 6"$i %& $e3r $e!er*"728- A!+" S'*
m"$i
$% +'i&$i !ri $i$%em &"r%'
$e/i
m!er" .i% $i$%em +i'% %m%i$ (autopilot ) +! +e$% %er/"#
mem/%*&"
!im" +! $i$%em i"i &m+%er ."
." mere& &er,&" $e*i" &r&%eri$%i&
!"
&m+%er
$% +e"m%" &'i%$ !ri +
memi'i&i
$em&i"
!'m memri". ." mem/%
$i$%em &e"!'i (control system)# !im" m"$i
'%
&emm+"". me".im+" !%
&er,
3r
$e/i
'i&
mem/eri&" /".& &e"%"" /e/"
$e/i
mi&r+r$e$r
me"+er$i&"
$e*i"
+e"er+" !ri IPTEK i% $e"!iri
meri""&"
/er6"i
&e'e/i*"".
!" %e&"'i (IPTEK)# m"$i
!"
3"i*
me"!mi"$i "%& me""%i&"
&em," %e&"'i m"$i- D'm
3r
!"
m!er" i"i +e""" &m+%er
$e'' /erm"3'" $eiri" !e""
me"3ri
m!er"
&"%r'-O'e* &re" i%# !'m er
&e$e'r*"#
'+" !m+&5!m+& "e%i6
$e''
!i+%im'&"
3"i* +' +er'%" +em/"%
!+%
&e$e,*%er"
$e3r
+em/"%
%e&"'i ." !i&$i# $em&i"
%e&"'i#
m"$i
$em&i"
&"%r'
"%& me'&&" 6"$i &"%r'-
!e"" %i"&% +er!/" m"$i/er%m/*".
$i$%em
+er'%"
m"$i
!" %e&"'i $e'' /eriri""
De""
&"$e+
/er%i"!&
$e/i
%&
+e"e"!'i &" me"r*&" !"
$e$i
me"%r +$i$i +e$% $e$i
!e"" + ." !i*r+&" 718-
2
!e""
&ei"i""
!ri
+i'%
Si$%em Ke"!'i L+ Ter/&
+e$%-
!'* $% $i$%em &e"!'i ." &e'r"". %i!& &"
Autopilot mer+&" $i$%em ." $"%
m%&*ir
."
me'&&"
%$
$e'.&".
$er"
$!*
$"%
&e".%"".
."
!"
+e"er/""#
%+i'%
+er/"!i""
/e/er+
&e'r"
m+"
/'i&
!e"" m$&"- J!i +!
r%i"i%$
$e%i+
/*&"
!i!+%&"
m$&"
&"
$%
&"!i$i
+er$i ." %e%+- Se!"&"
%"" m"$i- A%+i'% %i!& mem/%
Se*i"
&$i
%i!& !+% !i"&" $e/i
P!
'e/i* /i& !ri +! $e+$"
*".
%er*!+
$i$%em %i!& !+% !i&r !"
."
%er'%i*-
+r$e!r
&e"!'i-
$m
+i'%
"%&
/er+e"r*
mm+
&e%e'i%i"". &" %er"%"
+e"er/""
+!
me",!i 'e/i* '"3r %e%+i ,
&'i/r$i-
+r&%e&".
'e/i* m" !" 'e/i* e6i$ie"-
$i$%em
D'm &e"!'i
'+ %er/& !+% !i"&" 2. Landasan Teo!
,i&
*/""
%+%
!"
i"+%". !i&e%*i $er% %i!&
a. De"!n!s! s!s#e$ %endal!
!". "" i"%er"' !" Si$%em
Ke"!'i
$e+er"&%
&m+"e"
!'*
e&$%er"'-
."
$'i" /er*/""!i*/"&" $e!emi&i"
$e*i"
mm+
memeri"%*# me"r*&"# % me"%r !iri". $e"!iri % $i$%em+r$e$ Si$%em
."
'i"718-
+e"e"!'i"
!i'"&" me",!i 2 .i% 1- Si$%em Ke"!'i L+ Ter/&
3
Gm/r 1 -Si$%em
me"!e&%i
*r
Ke"!'i L+ Ter/&
!ii""&"-
."
2- Si$%em Ke"!'i L+ Ter%%+ Si$%em &e"!'i '+ %er%%+ !'* $%
$i$%em ."
&e'r"". '"$"
/er+e"r* %er*!+
&$i
&e"!'i- :" /er+. "%& mem+er%*"&" $e*i"
&e'r"
$m
/*&"
*m+ir
$m
!e""
m$&"
3"
'+"
%er!+%
""
Gm/r 2 Si$%em Ke"!'i L+ Ter%%+
+! D'm
$i$%em- J!i $i$%em i"i !'* $i$%em
&e"!'i
/erm+"
/'i&#
!im"
&e$'*"
+e"er&
!'*
$eri" !i+&i# .i% -Si$%em
$e'i$i*
/e&er, /er$m5$m mem
!"
/e"%&
%er*!+
+r$e$
/-Vri/e'
&$i
r
/.e&
%er&"%r'
(controlled variable) !'*
"%&
$%
mem+er&e3i' &e$'*" !" mem/%
$%
%er%e"%-
&e +e"e"!'i 3"%r''er me'&&"
!'*
&m+"e" ."
%r""".) ." !i%er$&"
$e*i"
( system)
&m/i"$i !ri &m+"e"5
$i".' m+" /'i& (/er+ &e'r"
&e"!'i#
!i&e"' /e/er+ i$%i'* ."
"%r $i".' m$&" !"
$i".'
$i$%em
%
&e'r"
/e$r" &"!i$i
(quantity) (condition)
." %er&r !" %er&"%r'-
4
P!
&e!"
"rm'
mer+&" &e'r"
mem+e"r*i %er*!+ "i'i
!ri
&e'r" $i$%em-
$i$%em-
*-K"%r'
3-Vri/e'
%erm"i+'$i
(manipulated
m+"
( feedback +er$i
variable)
control ) "%&
!'* $% /e$r" %
+er/e!"
&"!i$i ." !i;ri$i 'e*
$i$%em
&"%r'er
m$&"-
$e*i"
mem+e"r*i
"i'i
!ri
!'*
me"r"i
"%r
!e""
&e'r" re6ere"$i
i-K"%r'er (controller ) !'*
;ri/e' %er&"%r'!-K"%r'
/'i&
$% '% % 3r "%&
(control ) #
r%i".
m!i6i&$i
$e*i"
me"&r "i'i !ri ;ri/e'
&r&%eri$%i& $i$%em !i"mi&
%er&"%r' !ri $i$%em !"
(dynamic
system)
me"+'i&$i&"
!i*$i'&"
$e$i
;ri/e'
%erm"i+'$i +! $i$%em "%&
me"re&$i
me"r"i %er,!i
!e;i$i
%er*!+
%
,-Se"$r !'* +er'%" ."
."
!i"&" "%& me"&r
"i'i
&e'r"
( process)
!'*
+er$i
."
!i'&&"
!'*
+er$i
&-A&$i &"%r' (control action)
e&"mi#
!'* /e$r" % "i'i ." !i*$i'&" 'e* +er*i%"" &"%r'er "%& !i/eri&" +!
(disturbance) $i".'
$%
m$&"-
+r$e$ /i'i# !''-G""
!e""
*i%" "%r &e'r" !"
!i&"%r'- <"%* +r$e$ +r$e$
!"
$i".' m$&" $e*i" /i$
/.e& 6i$i& ." !i&"%r'-
&imi#
$i$%em
me".e%r&"".
e-P'"% ( Plant ) !'* $e$%
$e$%
!e""
." &i% &e*e"!&i-
&e'r" ." !i%,-
6-Pr$e$
."
+'"% (+! &"!i$i "rm'
."
5
mer+&"
;ri/e'
%erm"i+'$i)-
Ke/".&" $i$%em %+i'% !+% !i&e"!'i&" /er!$r&" /i"
'-A&%%r (actuator ) # !'* $% +er'%" % &m+'"
."
&m+"e"
%er!+%
."
(basic
me"er&&" +'"%-
!i&e"!'i&"%i
!'*
:"
e'e;%r#
!i e&r ." /er6"$i
o#o$a#!s (autopilot )
%m%i$
surface)-
%
!$r
."
mer+&" +er'%" ." %er'e%&
&. S!s#e$ %endal! 'ada s!s#e$ '!lo#
Pi'%
+e"e"!'i
control
+er%m
Umm".
me"e"!'i&" pitch
%+i'%
"%&
(m";er
mer+&" $e+er"&% +er'%"
+e$% +! $m/ *ri="%'
"%&
."
me"e"!'i&"
+e$%
%e&
'r$
%er*!+
+e$%
%er/")-
'r "&$# +e$% !r# &+'
+erer&"
'%# mi$i'# !" &e"!r" 'i"
R!!er#
,
%"+ i"%er;ere"$i %"" m"$i
+e$%
%er/"#
$e3r &"$%"- D'm !"i
!imiri"&"
+e$% %er/"# !i&e"' !".
%er/" &" /er+%r +! $m/
Automatic Flight Control System (
;er%i&' &e r* &iri- Kem!i"
AF
." %er&*ir !'* i'er"$ ."
$%
%er'e%& +! ," /e'&" $e%i+
/i"
$i$%em
%er'e%& !i e&r &e%i&
&e&""#
+e$%
!"
!i"&"
me"'i"&" +e$% !ri $%
$i$%em5
$i$i &e $i$i 'i"- Si$%em %+i'%
+e$%
mm+ me"e"!'i&" $'* $%
%er/" !" +e"er/""- Si$%em
% $em /i"5/i" %er$e/%-
+e"e"!'i"
er!$r&" ,m'* /i" ."
."
"%&
me"e"!'i&"
$i$%em
+e"%i"
!ri
+e"er/""
me'i+%i $i$%em e'e&%r"i& "%&
!i&e"!'i&"
&mi"i&$i# ";i$i# !" 33-
%+i'%
!i/i
%i- Single-axis 6
/er6"$i
+e$%
!ri aircrafts avionics e'e&%r"i& +er'%"
."
r!!er
i"i'* 'i
"%&
$i$%em me",!i
autopilot (%+i'%
%"')
*".
$m/ me"e"!'i&"
$'* $% !ri &e%i /i" %!i# /i"
."
!i&e"!'i&"
/i$". aileron- Ti+e $e!er*" !ri %+i'% i"i !i&e"' , !e""
>!ing
leveler >
&re"
!e""me"e"!'i&" roll (er& " /er'i"/er+%r +e$%) '% +e"e"!'i i"i &" me", $.+ +e$%
!'m
&e!"
$%/i'- Two-axis autopilot (%+i'%
!
$m/ )#me"e"!'i&" elevator ! " aileron-
D"
."
%er&*ir three-axis autopilot (%+i'%
me"e"!'i&"
%i
$m/)
&e%i
$i$%em
+e"e"!'i%er$e/% aileron# elevat or !" rudder 7?8-
Ime 3r%e$. 6 i'' Hrri$-
. Me#ode 'enel!#!an 7
A!+"
me%!'i
ri%&e'
.i% !e"" mem/3
r%i&e'
kemudian
+em/%"
i'mi* !"
,r"'
dengan
menggunakan
perhitungan
yang
."
%er&i%-
kompleks
membandingkannya dengan pengaturan
mode
pengendali. . Pe$&ahasan
P!
!ri
+e"er/""
."
$i$%em
pilot
me",!i
yang
mendefnisikan
detail
+e"e"!'i
%m%i$
penerbangan.
Misalnya mode pengendali
m!er"
!'* $e/* &m+%er !e""
mendefnisikan
/e/er+
ketinggian
/er&e3e+%" me"!+%&"
mode
pengendali dimasukkan oleh
!$r".#
,"%"
Setting
+r$e$r
."
%i"i-
U"%&
&e+i"%r"
pesawat
ditentukan. Ada juga mode pengendali
."
lain
!i/%*&" "%& me"e"!'i&"
menentukan
+e$%#
udara
+r$e$r
bagaimana
/er&m"i&$i
seperti kecepatan
dan
jalur
!e"" $e"$r ." !i'e%&&" +!
penerbangan. Perhitungan
/i"5/i" Pr$e$r
+e"e"!'i
%m-
tersebut
,
mm+
apakah
i"i
menentukan pesawat
telah
me"m+'&" !% !ri $i$%em !"
menjalankan perintah yang
+er'%"
diatur oleh mode pengendali
+e$%
%er/"
'i"
%erm$& gyroscope# accelerometer #
atau
altimeter # &m+$# !" i"!i&%r
kemudian
&e3e+%"
signal
!r
(airspeed
indicator )748-
belum.
Prosesor mengirimkan
ke
berbagai
unit servomechanism. Ser vomechanism atau
disingkat servo merupakan
Prosesor dalam AFCS akan mengambil
data
sering
alat
input, 8
yang
memberikan
pengendalian mekanis pada
&e"!'i &" memi'i&i $$"" ."
suatu
tertentu.
$m $e+er%i ." !i+er'i*%&"
untuk
+! i'$%r$i !i%$- Ter'i*% /*
semua bagian kendali yang
$&em !$r !ri %+i'% %m+&
termasuk
$e+er%i
jarak
Satu servo cukup
dalam
sistem
$e/*
'+
(r"&i"
autopilot. Servo akan
%er%%+) !e"" $e"$r +e"irim
menerima
instruksi
!% &e &m+%er %+i'% ."
komputer dan menggunakan
mem+r$e$ i"6rm$i !" me"irim
motor
$i"'
atau hydrolic untuk
menggerakkan
$eer
bagaian
&e servo#
!" servo &"
me"er&&"
/i"
kendali pesawat, menjamin
&e"!'i ." &" mer/* +$i$i
pesawat berada dalam posisi
+e$%#
dan jalur yang tepat.
mem/% !% /r ." !i&irim &e
!"
&em!i"
&"
$e"$r# !" &e$e'r*" +r$e$ i"i &" !i'"i 'i-
S&em $i$%em &e"!'i +i'% %m%i$ !+% !im/r&" !'m !irm /'& $e/i /eri&% @ Input/Arah dan posisi pesawat terbang yang diinginkan
Ime 3r%e$. i'' Hrri$-
I'$%r$i /im"
!i%$
5
me"",&&"
e'eme"5e'eme"
Sero/!otor"#otor penggerak sayap dan ekor
!$r
!ri $i$%em %+i'% !i*/"&"U"%& me".e!er*"&"".# *". $ergerakan sayap dan ekor
$% /i" &e"!'i (.i% rudder ) ." !i%",&&"# $e%i+ /i" Angin% tekanan udara% gu#pa&an awan
9
!e"" !ing leveler $e+er%i ." %e'* !i&em&&" !i%$Arah dan posisi pesawat yang dihasi&kan
1-
Pi'%
me"%r
m!e
+e"e"!'i" "%& me", +$i$i $.+ +! $% 'e;e' %er%e"%2-
Siste# naigasi
im"+"#
'+"
!'m &e!" !r ." %e""# $.+ +e$% &" %r"Gm/r ?- Dirm /'& $i$%em &e"!'i
?-
+e"er/"" %m%i$
&" me"!e%e&$i +e"r"" $.+ i"i !" &em!i" me"irim $i"'
Dri !irm /'& !i%$# r* !" +$i$i
+e$%
mer+&"
."
m$&"
&e &m+%er %+i'%-
!ii"i"&" !ri
4-
$i$%em
+e$% %i!& 'i /er! +! 'e;e'
!'* +'"% ." &" !i&"%r'
." !ii"i"&"-
$e*i" me"*$i'&" &e'r" r* -
!" +$i$i +e$% ." !ii"i"&"-
Si"' ." !i&irim
!" $e/i". mem/% r* !"
$e/*
+$i$i +e$% /i$ /er/* $e*i"
."
$"% ."
memeri"%*&" servo "%&
memi"im'i$ir &e$'*" ." %er,!i
mem/% $% +e".e$i" ."
%er$e/%- Si$%em &er, !ri $i$%em +i'%
%e+%-
!+% B-
!i3"%*&" !e"" +i'% ." %e'*
Se%i+ servo memi'i&i
$e/*
m%r e'e&%ri& ." memi'i&i &/e'
me"&%i6&" single"a#is ,
+eri"%*
mer+&"
$+e$i6i&
!i+er'&" +e"i"," '" "%&
autopilot ."
&e servo "%&
me"e"!'i&" aileron +e$%-
"i"# %e&"" !r# m+'" "#
$i$%emm%i$
Km+%er %+i'% me"irim $i"'
A!". "" !ri 'r /er+
$e3r
Km+%er %+i'% mem+r$e$ !% !" me".%&" /* $.+
%+i'%- Perer&" $.+ !" e&r
%m%i$
Se"$r ." %er'e%& !i $.+
."
!i$e/%
1'
&e&"
"%&
me"ri&
&/e' aileron- Ke%i& &/e' %er$e/%
i"6rm$i
/erer& /i" &e"!'i+" &"
!+% me'&&" 'e/i* !ri me",
i&%
+e$% %e%+ /er! +! +$i$i !"
/erer&
me"i&%i
r*
+erer&" &/e'C-
+$i$i
%er$e/%#
%+i'%
&e%i"i" ." $m# /*&" mm+
Kre" aileron !i$e$i&"
me'&&" +ere"3"" +e"er/""
/er!$r&" +! !% i"+%# $.+
." /i&7?8-
+e$% &" /erer& &em/'i &e 'e;e' $em'-
*. Kes!$'ulan
Km+%er %+i'% me"*+$
er!$r&" '$" !i%$# m& !+%
+eri"%* &e%i& $e"$r ." %er'e%&
!i$im+'&"
!i $.+ +e$% me"!e%e&$i /*
1- Je"i$ $i$%em &e"!'i +! $i$%em
$.+ %e'* /er! +! 'e;e' ."
autopilot system mer+&" $i$%em
!ii"i"&" 'i-
!'* $i$%em "%i %er%%+ (closed
9-
Servo /er*e"%i
me""&"
%e&""
loop)
%er*!+
&/e' aileron "%&
2- Umm". +! +er$% %er!+%
me"er&&"
%i
$.+ +e$%-
+e"e"!'i
!$r#
.i%
elevator, pitch, dan rudder. ?- P! +e$% %er/"# # r* !"
".&
$i$%em
mm+
%+i'%
me"erim
S"ste# (GPS) ."
+e$%-
+e$%
."
mer+&" m$&" !ri $i$%em
Positioning
%+i'%- Perer&" $.+ !"
%er+$"
+!
e&r
GPS
!+%
!i&"%r' $e*i"
Pe"erim
!ii"i"&"
!ri
!%
+e"erim lo!al
+$i$i
m!er"
!'*
+'"%
."
&"
me"*$i'&"
me"e%&" +$i$i +e$% !i !r
&e'r" r* !" +$i$i +e$%
!e"" me"&'&'$i ,r& +e$%
." !ii"i"&"- A!". ""
!ri
."
!ri 'r /er+ "i"# %e&""
GPS-
!r#
%i
%er*/" Di'e"&+i
%
'e/i*
!'m !e""
$%e'i%
,ri"" '%
m+'"
$e/i".
+em/eri
+$i$i 11
"#
mem/%
+e$%
/i$
r*
!" !"
/er/*
$e*i"
!i+er'&"
'"
"%&
+e"i","
7?8 He"!r"# 2011- )esain kontrol
memi"im'i$ir
autopilot
&e$'*" ." %er,!i-
RE+ERENSI
pada
2012-
*mplementasi
A- !3+%er- 'eknik
P%*'S Si$%em &endali
Posisi dan &etinggian
AS#
P*) untuk Pengendalian +over
Pengatur Suhu
%tomatis. 728 A$r' # 201?-
Prim/! Perancangan dan
Ari6 Trii,."%# 2011 $ancang bangun
sistem
GPS. 748
718
menggunakan
'erbang
Pesa!at (uadcopter.
12
/"/0.
