Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan teknologi unmanned aerial vehicle (UAV), khususnya sistem multi-quadcopter, membuka peluang untuk berbagai aplikasi kompleks. Namun, tantangan utamanya adalah mengoordinasikan kawanan untuk mempertahankan formasi yang stabil, terutama saat harus bermanuver menghindari rintangan dan beradaptasi melewati ruang gerak yang sempit. Kegagalan dalam adaptasi ini dapat menyebabkan misi terganggu dan meningkatkan risiko tabrakan. Untuk menjawab masalah tersebut, dirancang sebuah sistem kendali formasi terdesentralisasi dengan arsitektur kontrol bertingkat. Pada level bawah (low-level), kontroler Proportional-Integral-Derivative (PID) digunakan untuk menstabilkan setiap quadcopter. Pada level atas (high-level), kerangka kerja dari literatur—Improved Artificial Potential Field (IAPF) dan Event-Based Reconfiguration Control (ERC)—diimplementasikan dan dikembangkan lebih lanjut dengan menambahkan fungsionalitas untuk navigasi waypoint, pelacakan lintasan non-linear, dan orientasi formasi dinamis. Sistem diuji melalui serangkaian simulasi yang dibangun secara kustom menggunakan Python dengan paradigma Pemrograman Berorientasi Objek (OOP). Model dinamika white-box berbasis Metode Kane digunakan untuk merepresentasikan fisika setiap quadcopter secara akurat dalam kawanan yang terdiri dari lima quadcopter homogen. Skenario pengujian mencakup lingkungan dengan rintangan statis, celah sempit, jebakan topologis, serta gangguan angin eksternal. Hasil pengujian kuantitatif menunjukkan sistem yang dikembangkan berhasil, adaptif, dan kokoh. Kawanan terbukti mampu membentuk formasi awal dalam kurang dari 10 detik. Pada skenario celah sempit, strategi adaptif ERC menunjukkan keunggulan signifikan dengan berhasil menyelesaikan misi dalam waktu 59.735 detik, sementara strategi IAPF yang statis tidak berhasil mencapai tujuan akhir. Keberhasilan ERC didukung oleh mekanisme rekonfigurasi dengan performa akurasi (???????????????????????????????????????????? sebesar 0.692 m) dan Indeks Keteraturan (?? sebesar 0.878) yang tetap terjaga. Sistem juga menunjukkan ketahanan tinggi terhadap gangguan angin, menyelesaikan misi dalam durasi yang hampir identik (59.735 detik). Hal ini dibuktikan oleh metrik performa yang nyaris tidak berubah, dengan ???????????????????????????????????????????? sebesar 0.694 m dan Indeks Keteraturan rata-rata (??) yang tetap di atas ii. Lebih lanjut, fungsionalitas yang dikembangkan berhasil memandu kawanan melewati lintasan waypoint tertentu (diselesaikan dalam 76.695 detik) dan melingkar (dilacak selama 97.795 detik) dengan akurasi (???????????????????????????????????????????? sebesar 0.338 m dan 0.193 m) serta kekohesifan gerak (?? sebesar 0.810 dan 0.908) yang tinggi. Meskipun demikian, batasan sistem teridentifikasi saat menghadapi jebakan topologis (U-Trap).