Analisis Kestabilan Sistem Pitch Aircraft dan Perancangan Kontrol PID Menggunakan Metode Ziegler–Nichols

Muhammad Farid Idlal; Safrian Andromeda

doi:10.32493/epic.v9i1.59160

Authors

Muhammad Farid Idlal Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang
Safrian Andromeda Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang

DOI:

https://doi.org/10.32493/epic.v9i1.59160

Keywords:

kendali pitch pesawat, dinamika penerbangan longitudinal, penalaan kontroler PID, metode Ziegler-Nichols, kestabilan sistem kendali

Abstract

Sistem kendali berperan penting dalam menjaga stabilitas dan kinerja pesawat terbang, khususnya pada dinamika longitudinal yang berkaitan dengan sudut pitch. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kestabilan sistem pitch aircraft serta merancang pengendali Proportional Integral Derivative (PID) menggunakan metode penalaan Ziegler–Nichols. Model sistem diperoleh dari persamaan dinamika longitudinal pesawat yang kemudian direpresentasikan dalam bentuk fungsi alih untuk mempermudah analisis sistem kendali. Analisis awal dilakukan melalui simulasi step response pada MATLAB untuk mengevaluasi karakteristik respons sistem tanpa pengendali, meliputi rise time, settling time, overshoot, dan steady state error. Hasil analisis menunjukkan bahwa sistem tanpa pengendali masih memiliki respons yang kurang optimal dengan adanya overshoot dan waktu yang relatif lama untuk mencapai kondisi stabil. Oleh karena itu, dilakukan perancangan pengendali PID dengan penentuan parameter menggunakan metode Ziegler–Nichols berdasarkan karakteristik respons sistem. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penerapan pengendali PID mampu meningkatkan kestabilan sistem dengan menghilangkan overshoot serta menghasilkan respons yang lebih stabil dan terkontrol. Dengan demikian, metode Ziegler–Nichols terbukti efektif dalam proses penalaan parameter PID untuk meningkatkan performa dan kestabilan sistem pitch aircraft.

References

Al-Habahbeh, O. M., Abu-Elola, M., Rousan, L., & Al-Khawaldeh, M. A. (2019). Boosting aircraft efficiency by reversing the load on the horizontal stabilizer. International Journal of Recent Technology and Engineering, 8(3), 112–119. https://doi.org/10.35940/ijrte.C3901.098319

Anggraini, D. D., Palaloi, S., Maharani, M. D. D., Sularso, A. H., Manurung, R. T., Habibi, R. M. I., Aditya, P. Y., & Harsito, C. (2025). PID - Ziegler Nichols Method for Load Frequency Control. Journal of Advanced Technology and Multidiscipline, 4(2), 63–67. https://doi.org/10.20473/jatm.v4i2.69482

Arrieta, O., Campos, D., Rico-Azagra, J., Gil-Martínez, M., Rojas, J. D., & Vilanova, R. (2023). Model-Based Optimization Approach for PID Control of Pitch–Roll UAV Orientation. Mathematics, 11(15). https://doi.org/10.3390/math11153390

Dalimunthe, E. R., Ananda, N. D., Sembiring, J. P., Faidar, M. A. S., Pranita, E., Jayadi, A., & Putri, N. U. (2025). Implementation of Kalman Filter on PID Based Quadcopter for Controlling Pitch Angle. Aviation Electronics, Information Technology, Telecommunications, Electricals, and Controls (AVITEC), 7(1), 41. https://doi.org/10.28989/avitec.v7i1.2743

Ghith, E. S., & Tolba, F. A. A. (2022). Design and Optimization of PID Controller using Various Algorithms for Micro-Robotics System. Journal of Robotics and Control (JRC), 3(3), 244–256. https://doi.org/10.18196/jrc.v3i3.14827

Jaiswal, R., & Prakash, O. (2022). Classical and Modern gain estimation approach of PID controller for the pitch control of the RCTA aircraft. INCAS Bulletin, 14(1), 39–56. https://doi.org/10.13111/2066-8201.2022.14.1.4

KÖPRÜCÜ, S., & ÖZTÜRK, M. (2024). Comparison of PID Coefficients Determination Methods for Aircraft Pitch Angle Control. ASREL. https://doi.org/10.56753/asrel.2024.3.5

Longobardi, P., & Skaloud, J. (2024). Aerodynamic modeling of a delta-wing UAV for model-based navigation. CEAS Aeronautical Journal, 15(2), 283–301. https://doi.org/10.1007/s13272-024-00727-9

Løw-Hansen, B., Hann, R., Gryte, K., Johansen, T. A., & Deiler, C. (2025). Modeling and identification of a small fixed-wing UAV using estimated aerodynamic angles. CEAS Aeronautical Journal, 16(2), 501–523. https://doi.org/10.1007/s13272-025-00816-3

Putra, F. A. (2025). Second-Order PID Control of S-50-52 Rotary Servo Motor Based on the Ziegler-Nichols Method. In /journal/index.php/jomeet. https://inergyc.ppns.ac.id/journal/index.php/jomeet;

Subhi Al-Dayyeni, W., & Saleh Mahmood, H. (2025). PID Control Perspective: Techniques and Uses. Edison Journal for Electrical and Electronics Engineering, 1–8. https://doi.org/10.62909/ejeee.2025.001

Supriyanto, H., Suryatini, F., Rohman, A., Martawireja, H., Rudiansyah, H., Teknik, J., Manufaktur, O., Mekatronika, D., & Manufaktur Bandung, P. (2022). IMPLEMENTASI KONTROLER PID DENGAN METODE TUNING ZIEGLER-NICHOLS DAN COHEN-COON PADA SISTEM SCADA KENDALI LEVEL AIR. Jurnal Teknologi Terapan) |, 8(2).