analisis model kinematik peluru kendali pada...

Pembimbing :

Subchan, M.Sc. Ph.D.

Drs. Kamiran, M.Si.

ANALISIS MODEL KINEMATIK PELURU KENDALI PADA PENEMBAKAN TARGET

MENGGUNAKAN METODE KENDALI OPTIMAL

RESTU TRI ASTUTI-1208 100 033 Jurusan Matematika ITS

-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000-4500

-4000

-3500

-3000

-2500

-2000

-1500

-1000

-500

0

500Simulasi Lintasan Peluru Kendali

X (m)

Y (m

)

tf=47 stf=50 stf=55 stf=58 s

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 16005

10

15

20

25

30

35

40

Sudut (deg)

Perc

epat

an (

m/s

2 )

Simulasi Percepatan Peluru Kendali

tf=51 s

((^_^?)

-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000-4500

-4000

-3500

-3000

-2500

-2000

-1500

-1000

-500

0

500Simulasi Lintasan Peluru Kendali

X (m)

Y (m

)

tf=47 stf=50 stf=55 stf=58 s

back to menu

next >> << previous

Pada Tugas Akhir ini mengkaji tentang masalah pengendali dengan kendala sudut dan waktu akhir. Variabel bebas pada model kinematik tak-linear peluru kendali ke target diubah dari waktu terbang ke sudut hadap peluru kendali. Kemudian pengendali diperoleh pada transformasi model kinematik tersebut dengan prinsip minimalisasi. Tujuan pengendali adalah menepatkan arah gerak peluru kendali ke target dengan memenuhi kendala sudut dan waktu akhir. Selanjutnya, daerah range pada beberapa parameter kendala dianalisis untuk memeriksa kelayakan pengendali. Dalam Tugas Akhir ini, simulasi numerik diberikan untuk menunjukkan performansi pengendali bekerja dengan baik. Kata kunci- daerah range, sudut hadap, waktu akhir

back to menu

next >> << previous

Ketidaklayakkan pengendali berkendala

Performansi panduan tidak sesuai yang

diharapkan

Metode Kendali Optimal

Perlu adanya analisis terhadap

parameter kendala

Kelayakan panduan terpenuhi

V = kecepatan a = percepatan t = waktu terbang (X,Y) = posisi koordinat = sudut hadap

back to menu

next >> << previous

Gambar. Geometri Lintasan

back to menu

next >> << previous

1. Bagaimana menentukan kendali yang optimal dengan kendala sudut dan waktu akhir?

2. Bagaimana menentukan range waktu akhir yang tepat?

3. Bagaimana simulasi numerik menggunakan MATLAB?

back to menu

next >> << previous

1. Variabel yang dikendalikan adalah sudut hadap dan waktu terbang.

2. Pemodelan kinematik peluru kendali dilakukan pada dimensi dua.

3. Diasumsikan tidak ada gangguan eksternal selama peluru kendali terbang, mis: angin, pesawat. Bentuk fisik peluru kendali diabaikan.

4. Diasumsikan kecepatan peluru kendali V konstan, sedangkan target dalam keadaan diam dan tidak diketahui posisinya.

5. Simulasi numerik menggunakan MATLAB

back to menu

next >> << previous

1. Mendapatkan kendali yang optimal dengan kendala sudut dan waktu akhir.

2. Menganalisis range waktu akhir yang sesuai

agar dapat menghasilkan performansi pengendali yang diinginkan.

3. Mengetahui hasil simulasi numerik menggunakan MATLAB

Manfaat dari Tugas Akhir ini adalah pengendali dapat mengarahkan gerak lintasan peluru kendali dengan sudut dan waktu akhir yang optimum.

back to menu

next >> << previous

back to menu

next >> << previous

Peluru kendali merupakan salah satu contoh dari wahana nir awak (WANA) yang dapat dikendalikan atau memiliki sistem pengendali otomatis untuk mencari target atau menyesuaikan arah. Secara umum, peluru kendali diklasifikasikan menjadi 3 jenis, yaitu: 1. tempat peluncurannya (udara, permukaan, bawah laut) 2. letak target (udara (pesawat), permukaan, underground) 3. tipe wahana (roket, peluru kendali berpanduan, probe)

Model kinematik dari peluru kendali ke target yang bergerak vertikal 2 dimensi:

back to menu

next >> << previous

.

back to menu

next >> << previous

back to menu

next >> << previous

Studi Literatur

Formulasi Masalah dan Penerapan Metode

Kendali Optimal

Penarikan Kesimpulan

Analisis Parameter kendala

Simulasi Numerik

back to menu

next >> << previous

Asumsi:

Dengan:

back to menu

next >> << previous

0

back to menu

next >> << previous

Fungsi Tujuan:

back to menu

next >> << previous

back to menu

next >> << previous

back to menu

next >> << previous

Nilai Pengali Lagrange:

back to menu

next >> << previous

back to menu

next >> << previous

Penyelesaian Analitik:

back to menu

next >> << previous

Pengendali dikatakan fisibel jika kendala akhir terpenuhi.

back to menu

next >> << previous

Penentuan daerah range waktu akhir.

Teorema 1 dan Akibat 1.

back to menu

next >> << previous

back to menu

next >> << previous

diperoleh

back to menu

next >> << previous

Gambar 1. Lintasan dengan kendala sudut hadap dan waktu akhir.

back to menu

next >> << previous

diperoleh

back to menu

next >> << previous

Gambar 2. Lintasan dengan kendala sudut hadap dan waktu akhir.

-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

X (m)

Y (m

)Simulasi Lintasan Peluru Kendali

tf=46 stf=48 stf=51 s

back to menu

next >> << previous

diperoleh

back to menu

next >> << previous

Gambar 3. Lintasan dengan kendala sudut hadap dan waktu akhir.

-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000-5000

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000Simulasi Lintasan Peluru Kendali

X (m)

Y (m

)

tf=47 stf=50 stf=55 stf=58 s

back to menu

next >> << previous

Gambar 4. Percepatan dengan kendala sudut hadap dan waktu akhir.

back to menu

next >> << previous

Gambar 4. Percepatan dengan kendala sudut hadap dan waktu akhir.

0 20 40 60 80 1000

100

200

300

400

Pengendali

Perc

epat

anPercepatan VS Pengendali

back to menu

next >> << previous

1

2

back to menu

next >> << previous

3

4

back to menu

next >> << previous

Kesimpulan:

1.

back to menu

next >> << previous

2.

back to menu

next >> << previous

3. Berdasarkan hasil simulasi menunjukkan bahwa semakin kecil nilai waktu akhir yang mendekati daerah range , maka percepatan peluru kendali semakin besar. Sehingga semakin besar percepatan yang digunakan peluru kendali untuk bergerak menuju target, maka semakin kecil nilai pengendali pada sistem.

back to menu

next >> << previous

[1] Subchan, S., Zbikowski, R. (2009). Computational Optimal Control Tools and Practise. John Willey and Sons, Ltd, Publication, UK. [2] Siouris, G. (2003). Missile Guidance and Control Systems. USA:Springer. [3] Kim, M., Grider, K. (1973). “Terminal Guidance for Impact Attitude Angle Constrained Flight Trajectories”. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic System. (AES-9) 6: 852-859. [4] Jeon, I., Lee, J., dan Tahk, M. (2006). “Impact Time Control Guidance Law for Anti-Ship Missiles”. IEEE Transactions on Control Systems Technology Vol. 14(2), Hal. 260-266. [5] Bryson, A., Ho, Y. (1975). Applied Optimal Control. Wiley, New York.

back to menu

next >> << previous

[6] Blakelock, J.H. (1965). Automatic Control of Aircraft and Missiles. New York:Wiley. [7] Zhao, S., Zhou, R., dan Wei, C. (2009). “Design and Feasibility Analysis of a Closed-Form Guidance Law with both Impact Angle and Time Constraints”. Journal of Astronautics. Vol.30, Hal. 1000-1328. [8] Naidu, S.D. (2002). Optimal Control System. CRC Press, USA. [9] Lee, J., Jeon, I., dan Tahk, M. (2007). “Guidance Law to Control Impact Time and Angle”. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic System Vol.43, Hal.301-310. [10] Subchan, S. (2007). “Trajectory Shaping of Surface-to- Surface Missile with Terminal Impact Angle Constraint”. Makara Teknologi. 11(2): 65-70.

back to menu