ANALISIS KESALAHAN MAGNITUDO FRF SITEM SDOF DENGAN METODE SINYAL SWEPT-SINE DALAM SPAN FREKUENSI 0-50 HZ
Kata Kunci:
kunci: magnitudo FRF, linear swept-sine, S111 swept-sine, S535 swept-sine, span frekuensi, waktu swept, kesalahan fungsi perbesaran dinamikAbstrak
Pada makalah ini, analisis kesalahan magnitudo FRF (Fungsi Respon Frekuensi) sistem satu derajat kebebasan (single degree of freedom atau SDOF) dengan menggunakan metode sinyal swept-sine telah dilakukan. Sinyal swept-sine yang digunakan yaitu sinyal linear swept-sine, S111 swept-sine dan S535 sweptsine. Secara simulasi numerik, dilakukan analisis kesalahan fungsi perbesaran dinamik sistem dengan tujuan untuk memprediksi waktu swept minimum (lama stimulus), baik pada metode sinyal linear swept-sine maupun pada metode sinyal S111 swept-sine dan S535 swept-sine, yang dapat menghasilkan magnitudo FRF sistem SDOF yang teliti. Disini, sistem SDOF divariasikan dalam span frekuensi pengukuran 0-50 Hz dengan rasio redaman 0.5% dan 1 % . Lama stimulus sinyal swept-sine divariasikan dari 1 s hingga 10 s. Dari analisis yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa dengan menggunakan metode sinyal linear sweptsine diperlukan stimulus sekitar 7 s untuk sistem SDOF yang frekuensi resonansinya berada di sekitar pertengahan span frekuensi pengukuran 0-50 Hz. Jika sistem SDOF yang frekuensi resonansinya tidak berada di sekitar pertengahan span frekuensi pengukuran 0-50 Hz, maka dengan menggunakan metode ini diperlukan stimulus yang lebih lama untuk memperoleh magnitudo FRF yang teliti. Sedangkan dengan menggunakan metode sinyal S111 swept-sine maupun S535 swept-sine dapat diperoleh magnitudo FRF yang teliti dengan stimulus yang lebih cepat, di mana pada metode sinyal S111 swept-sine dengan stimulus sekitar 3 s dan pada metode sinyal S535 swept-sine dengan stimulus sekitar 2 s dapat diperoleh magnitudo FRF yang teliti apabila frekuensi resonansi sistem SDOF berada lebih dekat ke batas akhir dari span frekuensi 0-50 Hz.
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 NonLinearities in Swept-Sine Modal Testing," Aerospace Science and Technology, vol. 8, pp. 111-120, 2004.
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.
A. Yanto, “Validasi Sinyal Three-Step Swept-Sine pada Virtual Signal Generator dengan Perangkat Lunak LabVIEW,” Jurnal Teknik Eletro, vol. 2, no. 2, pp. 28-37, 2013.
K. Ogata, Modern Control Engineering. New Jersey: PrenticeHall Inc., 2002.
J. Golten and A. Verwer, Control System Design and Simulation. Singapore: McGraw-Hill., 1992.
