如何在保證性能的前提下，設計和打造出一款實現體積更小、重量更輕，適合汽車應用的運動模擬器？RLS磁編碼器和雷尼紹能為您做些什么？
背景
在航空領域，飛行模擬器對于飛行員和工程師來說是至關重要的工具。使用飛行模擬器可以在地面上安全地進行飛行測試和飛行員訓練。
面向精英賽車運動和汽車行業的客戶，Dynisma公司開創性地推出了一種新型運動發生器DMG-1。它可以精確模擬細微的運動細節，提供完全沉浸式駕駛體驗。DMG-1也適用于汽車研發階段的車輛動力學測試和NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）測試應用。
Dynisma的創始人是Ash Warne，他曾先后在邁凱倫(McLaren) 和法拉利 (Ferrari) 的F1賽車部門負責帶領模擬器團隊。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。
“DMG-1運動發生器適用于汽車測試和賽車運動。憑借這項技術，賽車團隊和汽車行業客戶能夠進行模擬更逼真、保真度更高的測試，遠超以往。比如說，這項技術的獨特之處在于高帶寬和極低延遲。這意味著，我們的客戶可以通過運動發生器傳送更多信息，從而展現比以往更逼真、更身臨其境的場景。”
——Dynisma首席工程師兼首席執行官
Ash Warne
DMG-1的運動系統由兩部分組成：提供高保真和高帶寬運動的高頻平臺 (HFP) 和實現較大幅度運動的低頻平臺 (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解釋說：“我們將視覺系統與運動發生器集成在一起。當駕駛員坐在車里時，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。”
挑戰
商業航空和軍事領域采用的高端專業運動模擬器大多體積大、重量沉、結構復雜，而且價格昂貴。目前，供應商們正在保持系統性能的前提下努力縮減產品體積和重量。
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于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，糾正速度取決于運動系統的反饋速度。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，從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于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發生器發出的信號快速做出反應時，我們的技術就能以極低延遲為駕駛員添翼加速。我們通過運動發生器傳送的信息取決于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、坑洼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先生繼續說道：“低延遲是我們產品的一個關鍵獨特賣點 (USP)。往返總延遲非常重要，因為任何反饋延遲都會進而影響到駕駛員。”
解決方案
Dynisma選擇了雷尼紹關聯公司RLS的LA11絕對式直線磁編碼器，以實現對皮帶驅動執行器進行精確位置控制，這些執行器用于驅動低頻平臺執行大幅度運動（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范圍內實現三個自由度（縱向、橫向、扭擺）的運動。與之相比，HFP采用六個執行器，可在較小運動范圍內實現六個自由度的運動，但保真度更高。
特別是，LA11絕對式磁編碼器的電子電路設計具有較短的響應時間和恢復時間。LA11磁編碼器還具有多種通信接口選項，可通過串行通信實現絕對位置讀數和增量位置讀數的雙輸出。
正如Bell先生所說：“LA11磁編碼器全部位于低頻平臺上。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安全模塊，這些模塊又與我們的安全程序相連，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范圍的系統。”
RLS的LA11絕對式直線磁編碼器
“我們對DMG-1的主要要求是，使用一種通過同一個讀數頭提供絕對式反饋和增量式反饋的編碼器。從實質上說，我們需要將相關軸的位置和速度直接反饋給安全系統。如果我們使用只能提供絕對式信號的編碼器，那么就需要安裝另一個編碼器來獲得增量式信號，而這會占用更多空間。因此，LA11是我們的理想之選，因為它可以通過同一個讀數頭和鋼帶柵尺生成絕對式信號和增量式信號，從而大幅節省空間，”Bell先生總結道。
LFP由三個皮帶驅動執行器（地軌）組成
成果
雷尼紹和RLS提供技術支持，幫助Dynisma針對具體應用選擇并采用合適的編碼器解決方案。DMG-1為客戶創造了巨大價值，未來的市場前景一片光明。
“最初，我們針對以前的一款系統的特定需求聯系了雷尼紹，他們推薦了關聯公司RLS的LA11磁編碼器。從那時起，我們意識到它也非常適合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雷尼紹和RLS保持合作關系，”Joshua Bell說道。
多年來，雷尼紹和RLS通過多種多樣的產品，以卓越的技術和工程支持為后盾，與Dynisma建立了合作伙伴關系，為眾多客戶的業務發展提供了巨大幫助。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行業客戶提供項目服務。
因此，我們的DMG-1等新產品已經擁有廣闊的市場。我們與雷尼紹和RLS保持著非常良好的合作關系，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幫助和技術支持。Dynisma始終致力于開發和擴展產品研發路線圖，我們計劃在未來幾年繼續研發技術，并且期待與雷尼紹和RLS合作研發未來產品。”