EVALUASI KINERJA NAVIGASI DAN STABILITAS SISTEM PADA IMPLEMENTASI KENDALI PID DAN MPC

Perkembangan robot mobile menuntut sistem navigasi yang mampu bergerak secara akurat, stabil, dan efisien pada lingkungan nyata. Kinerja navigasi robot dipengaruhi oleh metode kendali yang digunakan, terutama dalam kemampuan mengikuti lintasan dan menghindari rintangan secara real-time. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi dan membandingkan kinerja navigasi serta kestabilan sistem pada implementasi kendali Proportional-Integral-Derivative (PID) dan Model Predictive Control (MPC) pada robot mobile IKIBOT berbasis differential drive. Sistem dikembangkan menggunakan Raspberry Pi 4 Model B berbasis Robot Operating System (ROS) Noetic, Teensy 4.0, sensor LiDAR YDLIDAR X3, MPU6050, encoder, dan sensor arus ACS712. Pengujian dilakukan pada tiga skenario, yaitu full map tiga waypoint, full map, dan full map tiga waypoint dengan obstacle. Parameter evaluasi meliputi trajectory tracking, Root Mean Square Error (RMSE), kecepatan linear, kecepatan sudut, konsumsi daya, waktu navigasi, serta kinerja komputasi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa MPC menghasilkan nilai RMSE yang lebih rendah dibandingkan PID pada seluruh skenario pengujian, yaitu 0,485 m, 0,563 m, dan 0,492 m, sedangkan PID menghasilkan RMSE sebesar 0,598 m, 0,600 m, dan 0,624 m. Selain itu, MPC menghasilkan pergerakan yang lebih stabil, waktu navigasi yang lebih singkat, dan konsumsi daya yang lebih rendah dibandingkan PID. Dari aspek kinerja komputasi, MPC memerlukan penggunaan CPU dan RAM yang lebih besar, namun kedua metode tetap dapat dijalankan secara real-time pada Raspberry Pi 4 Model B. Berdasarkan seluruh parameter evaluasi yang digunakan, MPC menunjukkan kinerja navigasi, kestabilan sistem, dan efisiensi energi yang lebih baik dibandingkan PID pada robot mobile IKIBOT berbasis differential drive.