Digitaalihydrauliikan soveltaminen fuusioreaktorin huoltorobotin testausjärjestelmässä

Abstract

Diplomityössä tutkittiin digitaalihydrauliikan soveltuvuutta fuusioreaktorin huoltorobotin testausjärjestelmän ohjaukseen. Tavoitteena oli selvittää mahdollisuus korvata analoginen, vesihydraulinen servoventtiili digitaalihydraulisella venttiilijärjestelmällä. Digitaalihydraulinen venttiilijärjestelmä muodostettiin diplomityössä istukkatyyppisiä of/off -venttiilejä käyttäen ja sen toimintaa verrattiin määriteltyyn vesihydraulisen servoventtiilin toimintaan mittausten avulla. Mittauksilla selvitettiin saavutettava seurantatarkkuus ja järjestelmän käyttäytyminen puomin liikealueella ja digitaaliventtiilin nopeusalueella. Työssä mitoitettiin ja toteutettiin digitaaliventtiili. Työn teoriaosuudessa esitettiin perusteet digitaalisen venttiilijärjestelmän mitoitukselle ja säätäjän kehitykselle. Järjestelmän suorituskykyä ja ominaisuuksia testattiin ajamalla puomia eritaajuisilla ja -apmlitudisilla siniohjeilla sekä fuusioreaktorin mallista muodostetulla huoltorobotin rataohjeella. Servoventtiilillä suoritettavat mittaukset rajattiin eri nopeuksilla tehtyihin mittauksiin, koska ne antoivat riittävän kuvan järjestelmien toiminnasta. Digitaalihydrauliikalla päästään lähes samaan seurantatarkkuuteen kuin analogisella servoventtiilillä. Servoventtiilillä seurantavirheen suuruus vaihtelee puomin nopeuden muuttuessa kuitenkin enemmän kuin digitaaliventtiilillä, jolla seurantavirhe pysyy lähes samansuuruisena kaikilla puomin nopeuksilla. Digitaalijärjestelmälle haitallinen piirre on nopeuden lievä värähtely, mikä johtuu diskreetistä ohjauksesta.