Renishaw 藉 RLS 磁性編碼器幫助 Dynisma「登峰造極」
背景
對於精英賽車運動和汽車領域的客戶,Dynisma 公司率先推出了一種新型運動產生器 DMG-1。它可以精確模擬細微的運動細節,提供完全身歷其境的駕駛體驗。DMG-1 也適用於汽車研發階段的車輛動力學測試和 NVH(雜訊、振動與聲振粗糙度)應用。
Dynisma 的創辦人是 Ash Warne,他曾先後在麥拉倫 (McLaren) 和法拉利 (Ferrari) 的 F1 賽車部門帶領模擬器團隊。Dynisma 的目標是開發高性能駕駛模擬器,模擬逼真的車輛運動細節,幫助 F1 賽車手奪冠,以及在乘用車投入量產之前幫助汽車工程師評估車輛駕駛性能。
Dynisma 執行長暨首席工程師 Ash Warne 介紹 DMG-1:
「DMG-1 運動產生器適用於汽車測試和賽車運動。憑藉這項技術,賽車團隊和汽車業客戶能夠進行比以往更真實、保真度更高的測試。比如說,這項技術的獨特之處在於高頻寬和極低延遲。這意味著,我們的客戶可以通過運動產生器傳送更多資訊,進而展現比以往更逼真、更身臨其境的場景。」
DMG-1 的運動系統由兩部分組成:提供高保真和高頻寬運動的高頻平台 (HFP) 和實現較大幅度運動的低頻平台 (LFP)。視覺系統與運動系統同步,為駕駛員提供視覺細節。
Dynisma 的 DMG-1 工程主管 Joshua Bell 解釋:
「我們將視覺系統與運動產生器整合在一起。當駕駛員坐在車裡時,他們能夠完全沉浸在他們所看到的場景中。當駕駛汽車時,他們既能感受到來自模擬器的運動細節,也能看到來自視覺系統的視覺細節。這兩個系統相互配合,步調一致。」
![Dynisma 執行長暨首席工程師 Ash Warne](/media/img/gen/b4c34c93e02048aba61de4fd26bdb92a.png)
Dynisma 執行長暨首席工程師 Ash Warne
挑戰
低延遲也至關重要,特別是在賽車運動中,車手需要在抓地力處於極限狀態下駕駛賽車。延遲表示向運動模擬器發送運動命令和執行運動命令之間的時間差。當駕駛員糾正轉向過度時,糾正速度取決於運動系統的回饋速度。延遲越低,駕駛員就能更精確地駕駛模擬汽車。
例如,在某些延遲較高的模擬器中,可能必須在車輛模型中設計額外的轉向不足,才能確保車輛可控。然而,低延遲可以實現還原度極高的車輛模型,進而為駕駛員精確地模擬真實世界駕駛體驗。
在汽車設計中,整車模型的模擬精度對於展現車輛的動態系統性能至關重要,例如乘坐舒適度和操控性。
「當駕駛員需要對運動產生器發出的訊號快速做出反應時,我們的技術就能以極低延遲為駕駛員添翼加速。我們透過運動產生器傳送的資訊取決於我們的客戶正在評估的用例。例如,汽車行駛模擬就是模擬當汽車駛過顛簸路面、小型反光裝置、坑窪路面和減速帶時的垂向動力學,為車內的駕乘人員展現非常逼真的場景,」Warne 先生說道。
Bell 先生繼續補充:「低延遲是我們產品的一個關鍵獨特賣點。整個往返延遲非常重要,因為任何回饋延遲都會影響到駕駛員。」
![Dynisma 的 DMG-1 工程主管 Joshua Bell](/media/img/gen/7fd86baffb264ac599aa15683584b396.jpg)
Dynisma 的 DMG-1 工程主管 Joshua Bell
解決方案
Dynisma 選擇了 Renishaw 旗下 RLS 公司的 LA11 絕對式線性磁性編碼器,以實現對皮帶驅動執行器的精確位置控制;這些執行器用於驅動 LFP 的大幅度運動(偏移)。
LFP 由三個呈三角形排列的皮帶驅動執行器(地軌)組成,它們通過三個被動式徑向導軌與 HFP 的三腳基座連接。LFP 的三條地軌可在大行程範圍內實現三個自由度(縱向、橫向、扭擺)的運動。與之相比,HFP 採用六個執行器,可在較小運動範圍內實現六個自由度的運動,但保真度更高。
特別是,LA11 絕對式磁性編碼器的電子電路設計具有較短的回應時間和恢復時間。LA11 磁性編碼器還具有多種通訊介面選項,可通過串列通訊實現絕對位置讀數和增量位置讀數的雙輸出。
正如 Bell 先生所述:「LA11 磁性編碼器全部位於低頻平台上。因此,在我們的演示系統中,我們在沿徑向向外延伸的三條地軌上安裝了六個編碼器,而在客戶系統上安裝了九個編碼器。編碼器的輸出連接到 Beckhoff 的安全模組,這些模組又與我們的安全程式相連,這樣我們就能監控系統的位置和速度。因此,我們可以安全地關閉任何超出自身安全性能範圍的系統。」
「我們對 DMG-1 的主要要求是,使用一種通過同一個讀頭提供絕對式回饋和增量式回饋的編碼器。從實質上說,我們需要將相關軸的位置和速度直接回饋給安全系統。如果我們使用只能提供絕對式訊號的編碼器,那麼就需要安裝另一個編碼器來獲得增量式訊號,而這會佔用更多空間。因此,LA11 是我們的理想之選,因為它可以通過同一個讀頭和鋼帶尺生成絕對式訊號和增量式訊號,進而大幅節省空間,」Bell 先生總結道。
![DMG-1 運動產生器](/media/img/gen/3326a23749a747e180cc8a55185ceb00.jpg)
DMG-1 運動產生器
![RLS’ LA11 absolute magnetic linear encoder](/media/img/gen/aac50d70e2054ef488610d629b872aad.png)
RLS 的 LA11 絕對式線性磁性編碼器
![Dynisma low-frequency platform](/media/img/gen/c2a5e624d06b4cc1907970eaa0f48b1a.png)
LFP 由三個皮帶驅動執行器(地軌)組成
![Dynisma 駕駛模擬器中的全景螢幕](/media/img/gen/aed76bee1f94448c9e8bb6fbde8da971.png)
成果
「最初,我們針對以前的一款系統的特定需求聯繫了 Renishaw ,他們推薦了旗下公司 RLS 的 LA11 磁性編碼器。從那時起,我們了解到它也非常適合 DMG-1。在未來的 6 到 12 個月內,我們將向汽車和賽車運動領域的客戶交付三套 DMG-1 系統,未來陸續還有更多訂單,因此我們希望繼續與 Renishaw 和 RLS 保持合作關係,」Joshua Bell 說道。
多年來,Renishaw 和 RLS 通過多類多樣的產品,以卓越的技術和工程支援為後盾,與 Dynisma 建立了合作夥伴關係,為眾多客戶的業務發展提供了莫大幫助。
Ash Warne 繼續說道:「Dynisma 為歐洲、北美及全球其他地區的賽車運動和汽車業客戶提供專案服務。因此,我們的 DMG-1 等新產品已經擁有廣闊的市場。我們與 Renishaw 和 RLS 保持著非常良好的合作關係,他們的產品非常符合我們的需求和用例。我們還從這兩家企業獲得了卓越的產品選型説明和技術支持。Dynisma 始終致力於開發和擴展產品研發路線圖,我們計畫在未來幾年繼續研發技術,並且期待與 Renishaw 和 RLS 合作研發未來產品。」
![Dynisma 大樓](/media/img/gen/6500491660004f8b9379ece05da6c0dd.png)