Rekabentuk pengawal untuk menyeimbangkan struktur platform dalam sumbu longitudinal adalah penting dalam melanjutkan rekabentuk pengawal untuk menstabilkan drone yang semakin dipakaigunakan oleh industri hari ini. Sepanjang tesis ini, struktur platform dengan kipas boleh laras pic di kiri dan kanan, dengan satu derajat kebebasan yang memutar tentang paksi longitudinal yang direkabentuk dan disimulasi dalam MATLAB Simulink. Model matematika motor kipas dapat diperolehi dengan identifikasi sistem dan dilinestrasikan untuk meringankan analisis dan perekaan pengawal sistem. Sepanjang projek ini, dua pengawal PID dan LQR direka bagi motor kipas dan platform struktur. Alat pengawal motor kipas direka untuk memastikan dorongan yang ditimbulkan oleh motor kipas mencapai nilai tujahan dalam 0.02 saat dan memiliki terlajak yang kurang daripada 5%. Kedua-dua pengawal PID dan LQR yang direka berupaya memenuhi keperluan yang ditetapkan. Pengawal LQR memberikan respons dengan masa yang lebih pendik walaupun mempunyai peratusan terlajak serupa dengan respons di bawah pengawalan PID. Pada masa yang sama, penyeimbangan struktur platform sebagai tujuan utama memerlukan pengawal yang mantap dan cekap untuk dicapai. Oleh sebab itu, pengawal PID dan LQR direka bentuk untuk menyeimbangkan struktur platform dan kedua-dua pengawal mempunyai kebolehan untuk membuat demikian. Perbandingan respons penyeimbangan antara PID dan LQR menunjukkan bahawa pengawal LQR
_______________________________________________________________________________________________________
Designing of controllers to balance a longitudinal axis platform structure is essential in further designing of controller to stabilise a drone which is increasingly applied by industries nowadays. Throughout work in this thesis, platform structure with variable pitch propeller at both left and right side, with one degree-of-freedom which is rotation about longitudinal axis is designed and simulated in MATLAB Simulink. Mathematical models of propeller motor as a plant is obtained by system identification and are being linearized to ease the analysis and designing of controllers of system. In whole project system, two PID controllers which are PID and LQR are designed for propeller motor and platform structure. Propeller motor controllers are designed to ensure that the thrust generated by propeller motor is achieving reference thrust value within 0.02 of settling time and having overshoot percentage of less than 5%. Both PID and LQR controllers designed are able to meet the requirement set with LQR has shorter settling time and control effort while having similar overshoot percentage with PID compensated response. At the same time, balancing the platform structure as main objective required robust controller to be achieved. Therefore, PID and LQR controllers are designed for platform structure balancing and both controllers are capable to stabilize the platform structure. Comparison of balancing response between PID and LQR shows that the latter has shorter settling time, lower overshoot roll angle and smaller steady-state error range. Besides that, it consumed less effort in controlling the platform structure.
Performance comparison between pid and lqr controller to stabilise a platform using variable pitch propeller for drone application / Khoo Hui Xian