Zijn eerste stage op de afdeling Control Systems van de faculteit Elektrotechniek beviel student Elektrotechniek Ralph Hermans zo goed, dat hij besloot er ook zijn afstudeerproject te doen. “De veelzijdigheid van regeltechniek spreekt me aan. Het draait er om wiskundige theorieën, die ingewikkeld zijn, maar ook overal toepasbaar.” In dit geval werd de toepassing een brandstofinjector. “Mijn begeleider heeft goede contacten met autofabrikant Ford. Zij hadden een nieuw ontwerp voor de brandstofinjector en wilden daar een snel en nauwkeurig regelsysteem voor.”

In de brandstofinjector zit een schuivende pin, de naald, die het spuitstuk sluit en opent. De naald wordt met een elektromagneet aangedreven en een veer zorgt dat hij na het openen van het spuitstuk weer terugschiet in zijn oorspronkelijke positie. “Het lastige is dat het regelen van de naald heel nauw komt. De injector moet de benzine in één beweging in de motor spuiten. Dan is de verbranding optimaal. Komt er daarna nog brandstof in de motor, dan geeft dat roet en schadelijke uitlaatgassen. Bovendien gaat het rendement daardoor omlaag”, legt Hermans uit.

Ford had al een eerste aanzet gemaakt voor een regelaar, maar bij hun ontwerp trilde de pin na de injectie nog wat na. Een deel van de brandstof kwam daardoor in de motor terecht, terwijl de verbranding al liep.

Een complexere regelaar kon dat probleem wel aan, maar had weer een ander nadeel: “De rekentijd. Je voedt het systeem met informatie als de positie en snelheid van de pin en de stroom in de elektromagneet. Die informatie moet razendsnel zijn verwerkt, anders loop je steeds achter de feiten aan.” Hermans’ taak was het om te zorgen dat de complexe regelaar snel genoeg werd. “Het kon sneller door het systeem alleen naar de eerstvolgende milliseconde te laten kijken. Maar het probleem daarvan was dat de injector op de langere termijn zou kunnen ontsporen en instabiel kon worden.” De details gaan te ver, maar Hermans wist dat probleem op te lossen door extra restricties op te leggen aan het regelsignaal. Het resultaat was een goedlopende regelaar, die snel en betrouwbaar tegelijk was. De opdrachtgevers waren enthousiast over het resultaat. Hermans: “We gaan er samen een publicatie van maken.”

Ook de tweede stage op de afdeling beviel Hermans goed. “Ik heb wel overwogen om ergens anders heen te gaan, maar het is een goede en leuke groep. Dus ik blijf.” Hermans tekent binnenkort het contract voor zijn promotietraject.

Tekst: Anouck Vrouwe
Fotomontage: Rien Meulman