VALIDASI SINYAL THREE-STEP SWEPT-SINE PADA VIRTUAL SIGNAL GENERATOR DENGAN PERANGKAT LUNAK LABVIEW
Kata Kunci:
Swept-sine, Three-step Swept-sine, Virtual Signal Generator, rentang frekuensi, lama pencuplikan, kesalahan magnitudo, kesalahan waktu sweptAbstrak
Sinyal Swept-sine adalah sinyal sinusoidal dengan amplitudo tertentu dan memiliki kandungan frekuensi yang berubah terhadap waktu. Sinyal ini sering digunakan pada pengujian FRF (Fungsi Respon Frekuensi) suatu sistem yang dilakukan untuk mengetahui karakteristik dinamik dari sistem tersebut. Sinyal ini dibangkitkan dengan Signal Generator dan dikirimkan ke Shaker untuk mengeksitasi sistem uji. Pada umumnya jenis sinyal Swept-sine yang sering digunakan adalah Linear Swept-sine dan Logarithmic Swept-sine. Pada makalah ini dipaparkan empat buah sinyal Three-step Swept-sine dengan menggunakan perangkat lunak LabVIEW. Keempat sinyal ini adalah sinyal S111, S212, S232, dan S535 Swept-sine. Keempat sinyal ini merupakan pengembangan dari hubungan sinyal Linear Swept-sine dengan kurva magnitudo FRF Sistem Satu Derajat Kebebasan. Penamaan keempat sinyal ini berdasarkan orde polinomial dari fungsi swept yang digunakannya. Keempat sinyal ini dikemas dalam sebuah Virtual Signal Generator dengan perangkat lunak LabVIEW pada komputer. Sinyal Three-step Swept-sine pada Virtual Signal Generator dibangkitkan melalui sebuah DAQ Device. Untuk memvalidasi sinyal Three-step Swept-sine ini dilakukan pencuplikan sinyal sesudah melewati DAQ Device dengan sebuah Picoscope. Rentang fekuensi sinyal yang diuji adalah 0-10 Hz, 0-100 Hz, dan 0-1000 Hz dengan variasi lama pencuplikan sinyal 2 s, 4 s, dan 6 s. Dari perbandingan sinyal yang dicuplik terhadap sinyal yang dibangkitkan diperoleh kesalahan magnitudo sepanjang rentang frekuensi sinyal dan kesalahan waktu swept sinyal. Harga kesalahan magnitudo sepanjang rentang frekuensi sinyal yang diperoleh di bawah 0.15% dan harga kesalahan waktu swept sinyal yang diperoleh di bawah 0.06 %, sehingga keempat buah sinyal Three-step Swept-sine ini dinyatakan valid.
Referensi
M. A. Peres, et al., "Practical Aspects of Shaker Measurements for Modal Testing," in Proceeding of ISMA 2010, 2010, pp. 2539-2550.
D. Cloutier, et al., "Shaker/Stringer Effect on Measured Frequency Response Functions," presented at the 27th IMAC (International Modal Analysis Conference), Orlando, Florida, 2009.
U. Füllekrug, et al., "Measurement of FRFs and Modal Identification in Case of Correlated Multi-Point Excitation," Shock and Vibration, vol. 15, pp. 435445, 2008.
K. G. McConnell, Vibration Testing: Theory and Practice. New York: John Wiley & Sons Inc., 1995.
N. Haritos, "Swept Sine Wave Testing of Compliant Bottom-Pivoted Cylinders," in Proceedings of the First (1991) International Offshore and Polar Engineering Conference, Edinburgh, United Kingdom, 1991.
J. Zhuge, Advanced Dynamic Signal Analysis. Santa Clara: Crystal Instruments Corp., 2009.
N. Haritos, "The Characteristics of Dynamic Systems via The Swept Sine Wave Technique," Mathematics and Computers in Simulation, vol. 28(2), pp. 111-120, 2002.
N. Baoliang and Y. Xia, “A FFT Based Variety Sampling Rate Sine Sweep Vibration Controller,” IEEE 2003 International Conference on Neural Networks & Signal Processing, vol. 2, pp. 1714-1718, 2003.
G. Gloth and M. Sinapsis, "Analysis of Swept-Sine Runs During Modal Identification," Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 18, pp.1421–1441, 2004.
G. Gloth and M. Sinapsis, "Influence and Characterisation of Weak Non-Linearities in Swept-Sine Modal Testing," Aerospace Science and Technology, vol. 8, pp. 111-120, 2004.
A. Novák and L. Simon, “Nonlinear System Identification using Exponential Swept-Sine Signal,” Instrumentation and Measurement, vol. 59(8), pp. 2220-2229, 2010.
A. Yanto and Z. Abidin, “Numerical and Experimental Study of Swept-sine Excitation Control Method To Increase Accuracy of the FRF Measurement,” in Proceeding of SNTTM and Thermofluid IV, Yogyakarta, 2012, pp.2096-2101.
A. Yanto and Z. Abidin, “Developtment of Swept-sine Excitation Control Method to Minimize The FRF Measurement Error,” MEVJournal, vol. 3, pp. 57–64, 2012.
A. Yanto, “Analysis of Swept Time and Modal Parameter Effect on FRF’s Magnitude Error of SDOF System Using Linear Swept-Sine Excitation,” Momentum Journal, vol. 14, pp. 18-24, 2013.
