Perpustakaan Digital ITB

Wahana udara mengalami beberapa fase pada saat operasional, salah satunya adalah fase pendakian. Fase pendakian terjadi ketika wahana udara perlu mengubah ketinggian, umumnya dilakukan pada ketinggian 10.000 kaki – 20.000 kaki pada pesawat F16. Fase ini dilakukan untuk meminimalkan turbulensi. Efek turbulensi akan menyebabkan borosnya penggunaan bahan bakar pada pesawat karena perlu memberikan manuver yang kuat. Perubahan ketinggian dapat dicapai dengan berbagai lintasan dan arah gerak. Penelitian ini bertujuan untuk merancang lintasan optimal serta sistem kontrol model F16 dengan metode gain scheduling. Model F16 disusun dalam bentuk persamaan keadaan dan diuji melalui simulasi numerik menggunakan perangkat lunak MATLAB. Penyederhanaan model F16 juga dilakukan untuk memudahkan perancangan lintasan optimal dan sistem kontrol. Penyederhanaan model mencakup mereduksi model tak linear F16 menjadi model tak linear longitudinal F16 dan model linear F16. Model linear didapat dari linearisasi di titik trim sebanyak 36 titik. Kemudian, lintasan optimal ditentukan menggunakan Prinsip Maksimum Pontryagin dengan pendekatan fungsi biaya berbasis energi atau kuadratik. Fungsi biaya berbasis energi akan merepresentasikan bahan bakar. Setelah mendapatkan lintasan optimal, sistem kontrol dirancang dengan menggunakan Regulator Kuadratik Linear untuk memastikan model F16 dapat mengikuti lintasan dengan baik meskipun terdapat perbedaan nilai parameter pada model karena sifat tak linear. Gain scheduling diterapkan dengan memvariasikan gain pengontrol Regulator Kuadratik Linear terhadap kecepatan dan ketinggian pesawat. Berdasarkan hasil penelitian ini, trajektori yang dihasilkan oleh PMP dapat menuntun model F16 untuk mencapai ketinggian 20.000 kaki dengan waktu simulasi selama 60 – 70 detik. Hasil penelitian ini juga memberikan performa kontrol yang lebih baik dengan menggunakan pengontrol dengan jumlah yang lebih sedikit, yaitu sebanyak 6 pengontrol yang divariasikan terhadap ketinggian dengan kecepatan konstan 450 kaki/detik. Pengontrol yang divariasikan terhadap ketinggian saja memberikan input kontrol yang lebih baik yaitu kecepatan dijaga di sekitar 450 kaki/detik dan input kontrol tidak agresif dibandingkan pengontrol yang divariasikan terhadap ketinggian dan kecepatan pada setiap kondisi operasi atau titik trim.