Twin rotor MIMO system

This thesis is concerned with design and modelling of a Twin Rotor Multiple Input – Multiple Output System (TRMS). The system has been built as an experimental setup in a laboratory for educational and research purposes. The system is comprised of mechanical and electrical components that work synchronously. The main section of the system, that is the rotor assembly, is comprised of two Brushless motors each linked to a propeller, a main horizontal beam and a weight counter-balance beam. Pitch and Yaw angles formed by the rotors are perpendicular to each other on the main beam. The rotors control the movement of the beam, and their effects are coupled due to the presence of drag torques. The TRMS system was designed and built from scratch starting from a detailed design, selection of suitable parts, assembling the components and system calibration for proper functioning. Inputs and Outputs of the system are specified. The data acquisition from the system was achieved without any prevailing errors. A proper functioning of the mechanical and electrical components was verified to be within the specifications.

La tesi riguarda la progettazione e la modellizzazione di un sistema bi-rotore (TRMS). Il sistema costruito come é un impianto sperimentale in un laboratorio per scopi didattici e di ricerca. Il sistema comprende componenti meccanici ed elettrici. La parte principale del sistema, ovvero il gruppo rotore, comprende due motori brushless, ciascuno collegato ad un’elica, una trave orizzontale principale e una trave di contrappeso di peso. Gli angoli di beccheggio e di imbardata formati dai rotori sono perpendicolari tra loro sulla trave principale. Le velocità dei rotori influenzano il movimento del trave e i loro effetti sono accoppiati a causa della presenza di coppie di resistanza aerodinamica. Il sistema TRMS è stato costruito da zero partendo da una progettazione dettagliata, selezione di parti adatte, assemblaggio dei componenti e calibrazione per il funzionamento. Vengono specificati sia gli ‘ingressi’ sia le ‘uscite’ del sistema e sono state stabilite le modalità di trasmissione dei parametri. È stato verificato che un corretto funzionamento dei componenti meccanici ed elettrici secondo le specifiche. Il modello è stato testato per diversi valori di input con esito positivo.