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Prüfstände

Entwickeln und Testen mechatronischer Systeme

Die Entwicklung und Optimierung komplexer mechanischer und mechatronischer Systeme erfordert praktische Tests, mit denen die Gesamtkomplexität beherrscht werden kann, die sich aus der Interaktion der verschiedenen Komponenten und dem Mangel an präzisen Simulationsmodellen ergibt. Prüfstände erlauben die Evaluierung komplexer Systeme in Echtzeit rund um die Uhr.

Mechanische Prüfstände sind in der Lage, mechanische Lastmomente oder Kräfte an die Komponenten des realen Systems anzulegen, die physikalisch im Testaufbau enthalten sind. Wenn es sich dabei nur um den realen Elektromotor handelt, ist eine einfache rotatorische Last ausreichend. Das Einbeziehen von mechanischen Teilen wie Bremskraftverstärker, Getriebe, Zahnstangensysteme etc. führt zu komplizierteren Konfigurationen, die teilweise mehr als einen Last- oder Linearantriebe erfordern.

 

Anwendungsbereiche

  • Testen untrennbarer Antriebssysteme, zum Beispiel Steuergeräte mit integrierter Leistungselektronik wie Lenkungsregler
  • Testen mechatronischer Komponenten mit integrierten Sensoren, zum Beispiel ESP-Regler mit integrierten Beschleunigungssensoren
  • Testen von Mensch-Maschine-Schnittstellen
  • Prüfstände:
    • Lenksysteme
    • Bremssysteme
    • Motoren
    • Elektromotoren
    • Antriebsstrang

 

Leistungsmerkmale

  • Außergewöhnliches Echtzeitverhalten (Latenz, Jitter, Synchronisierung auch für Multiprozessor-Systeme)
  • Unterstützung von Kommunikationsschnittstellen für alle Anwendungsbereiche wie Schnittstellen im Bereich Automobiltechnik und Luft- und Raumfahrt sowie industrielle Schnittstellen wie EtherCAT, PROFIBUS und CANopen
  • Proprietäre Schnittstellen für anspruchsvolle Prüfstände, zum Beispiel TWINsync für LTi-ServoOne-Systeme sowie Gate-Treiber und Positionssensorik für Drittanbieterkomponenten
  • Offene flexible Implementierungs- und Instrumentierungsumgebung
  • Offene automotive Streckenmodelle für Closed-Loop-Interaktionen
  • Automatisierte Testausführung für Freigabetests und entwicklungsbegleitende Tests im 24-Stunden-Betrieb
  • Schlüsselfertige Prüfstandkonzepte für alle Anwendungen in den Bereichen elektromechanische Servolenkung und Bremsen
  • Kundenspezifische Erweiterungen wie Umgebungssimulation durch eine integrierte Klimakammer mit Engineering

dSPACE Hardware bietet die erforderliche Skalierbarkeit, Echtzeitfähigkeit, I/O-Schnittstellen und eine leistungsstarke Werkzeugkette zum Steuern eines kompletten Prüfstands aus Simulink® heraus. dSPACE bietet Schnittstellen zu allen automotiven Bussen wie CAN, CAN FD, LIN, FlexRay und K-/L-Line. Zudem stehen Automatisierungsschnittstellen wie EtherCAT und PROFIBUS sowie proprietäre Schnittstellen und Protokolle wie LTi TWINsync für die Steuerung von Elektromotoren zur Verfügung.

Die TWINsync Solution von dSPACE zum synchronen Steuern elektrischer Antriebe mit einem dSPACE HIL-Simulator ermöglicht den Einsatz des TWINsync-Protokolls von LTI Motion. Mit diesem Protokoll ist die synchrone Kommunikation zwischen zwei oder mehr LTi-ServoOne-Motorreglern und der dSPACE Hardware möglich.


Wesentliche Leistungsmerkmale der Solution:


  • Absolut synchron mit Prüfstand, sogar bei komplexen HIL-Simulationen
  • Hochleistungsfähige, latenzarme Verbindung über bis zu 100 m
  • Zentraler Einsatz möglich, keine eigene Processing Unit notwendig

Typische Komponenten:


  • SCALEXIO®: Leistungsstarker, flexibler dSPACE Hardware-in-the-Loop-Simulator
  • SCALEXIO-TWINsync-Hardware: Externes Gehäuse mit einem DS2655 FPGA Base Board und einem speziellen DS5451 I/O-Modul als Schnittstelle zu den TWINsync-Komponenten. Die IOCNET-Verbindung ermöglicht den Einsatz der TWINsync-Hardware über bis zu 100 m vom SCALEXIO-Simulator entfernt.
  • LTi ServoOne: Kompakte leistungsstarke Motorsteuerung von LTI Motion für eine hohe Anzahl linearer und rotatorischer Lastmotorsysteme von 2 bis 450 A

Die dSPACE ASM Vehicle Dynamics Library bietet maßgeschneiderte offene Simulationsmodelle für den Test von Fahrdynamiksteuergeräten am Prüfstand, zum Beispiel für ESP, Lenkung und aktive Dämpfung. Es werden alle Simulink-Blöcke des Modells angezeigt, so dass Komponenten leicht durch kundenspezifische Modelle ergänzt oder ersetzt werden können, um die Eigenschaften optimal an individuelle Projekte anpassen zu können. Durch die standardisierten Schnittstellen der ASM kann das Fahrdynamikmodell leicht erweitert werden, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen oder sogar virtuelle Fahrzeuge zu erstellen.

Bei Prüfständen bietet dSPACE umfassende Unterstützung von der ersten Planung über die Auslieferung des schlüsselfertigen Systems bis hin zu Vor-Ort-Support.


Bis zum heutigen Tag wurde bereits eine Vielzahl an Prüfstandprojekten erfolgreich abgeschlossen. Zum Beispiel:


Testsystem für Steuergeräte mit integrierten Sensoren und Aktoren mit einer 3D-Bewegungsplattform, die das Steuergerät bewegt und damit dieselben Kräfte erzeugt, die in einem Fahrzeug auftreten.

Prüfstand für elektronische Servolenkungen einschließlich Lenksäule und Hilfsmotoren oder für den Test von Überlagerungslenkungen.

Lastfreie Lenkprüfstände für den Betrieb eines Lenksystems im Closed-Loop-Modus für Integrationstests des Gesamtfahrzeugs.

Bremsenprüfstand mit dem kompletten realen Hydrauliksystem wie Bremsleitung und Pedal zum Testen der Energierückgewinnung beim Bremsen.

Weiterführende Informationen Erfolgsstorys