KU Leuven LMSDTestopstelling voor onderzoek naar aandrijflijnen

In een notendop

Het Laboratorium voor Mechatronica en Systeemdynamica (LMSD) van de KU Leuven onderzoekt hoogdynamische NVH-verschijnselen in aandrijflijnen. Daarvoor was een uiterst nauwkeurig meetsysteem nodig (0,1 boogseconden) dat naadloos in hun realtime opstelling past. CTRL engineering ontwierp een printplaat op maat met nauwkeurige signaalacquisitie en realtime EtherCAT-communicatie, van concept tot implementatie. Het resultaat? Een onderzoekstool die aandrijflijnanalyse naar een nieuw niveau tilt.

Wat betekent dit voor jou?

Zeer nauwkeurige metingen en realtime gegevensverwerking zijn van cruciaal belang in automobielonderzoek, industriële automatisering en andere hightechtoepassingen. De mogelijkheid om op maat gemaakte oplossingen te ontwerpen en te implementeren zorgt voor meer betrouwbaarheid, efficiëntie en nauwkeurigheid: de belangrijkste factoren om technologische grenzen te verleggen.

Bij CTRL engineering zijn we gespecialiseerd in het leveren van volledig geïntegreerde engineeringoplossingen, van aangepaste PCB- en FPGA-ontwikkeling tot geavanceerde industriële communicatiesystemen. Of uw project nu hoogprecieze meetsystemen, realtime gegevensverwerking of EtherCAT-oplossingen vereist, wij bieden geavanceerde expertise op maat van uw behoeften.

De uitdaging

Onderzoek naar aandrijflijnen op hoge snelheid vereist uitzonderlijke nauwkeurigheid om zelfs de kleinste NVH-verschijnselen te kunnen vastleggen. LMSD had een encodermeetsysteem nodig met een ongekende precisie. Standaardoplossingen voor gegevensverzameling veroorzaakten te veel elektrische ruis en latentie om betrouwbaar te zijn. Elk compromis in de meetkwaliteit zou van invloed zijn op de onderzoeksresultaten, waardoor een op maat gemaakte aanpak essentieel was. Het systeem moest een meetnauwkeurigheid van 0,1 boogseconden bereiken om zelfs de meest subtiele NVH-effecten van de aandrijflijn te kunnen detecteren. Het had ook realtime EtherCAT-communicatie nodig voor onmiddellijke gegevensuitwisseling en systeemcontrole, terwijl het naadloos moest integreren in de bestaande onderzoeksomgeving om compatibiliteit en efficiëntie te garanderen.

Onze aanpak

CTRL engineering benaderde het project met de focus op het leveren van een geoptimaliseerde, langetermijnoplossing. Het proces begon met het analyseren van de exacte vereisten voor precisiemetingen en omgevingscondities. Op basis van deze inzichten werd een aangepaste printplaat ontwikkeld, ontworpen voor signaalacquisitie met hoge resolutie en minimale elektrische ruis, waardoor de vereiste nauwkeurigheid van 0,1 boogseconde werd gegarandeerd.

Om een naadloze realtime werking mogelijk te maken, werd een aangepaste FPGA-gebaseerde EtherCAT-stack geïmplementeerd, waardoor de printplaat werd omgevormd tot een volledig functioneel EtherCAT-slaveapparaat. Hierdoor kon het systeem moeiteloos worden gesynchroniseerd met de gegevensverzameling van de bestaande onderzoeksopstelling.

Nadat het prototype was voltooid, werd de nauwkeurigheid en stabiliteit ervan bevestigd door middel van strenge validatietests. Door zowel de hardware als de FPGA-firmware nauwkeurig af te stellen, werd optimale prestatie onder alle testomstandigheden gegarandeerd. Wanneer het systeem wordt ingezet in de onderzoeksomgeving van LMSD, kan het de nauwkeurige, realtime gegevens leveren die nodig zijn om het onderzoek naar aandrijflijnen vooruit te helpen.

“The ability to capture high-speed NVH data with such precision is a major step forward in our research, enabling deeper insights into drivetrain dynamics. 😊🔧🎯”

- Claus Claeys, Research Manager bij KU Leuven LMSD

Het resultaat

Nu de op maat gemaakte oplossing volledig is geïntegreerd, profiteert LMSD van een uiterst nauwkeurig meetsysteem dat voldoet aan de vereiste nauwkeurigheid van 0,1 boogseconde en deze zelfs overtreft. Onderzoekers kunnen gegevens met hoge resolutie vastleggen met minimale ruis en latentie, waardoor hun vermogen om NVH-effecten in aandrijflijnen te analyseren aanzienlijk wordt verbeterd. De realtime EtherCAT-integratie maakt naadloze controle en monitoring mogelijk, waardoor hun onderzoeksworkflow wordt gestroomlijnd.

Deze verbeterde mogelijkheden stellen LMSD in staat om de grenzen van de analyse van hogesnelheidsaandrijflijnen te verleggen, wat uiteindelijk bijdraagt aan verbeteringen in de prestaties, efficiëntie en geluidsreductie van voertuigen.