{rfName}
Se

Llicència i ús

Altmetrics

Grant support

We would like to thank the University of Carlos III, campus Leganes, Madrid, for performing laboratories and hangers through our research. We would also like to thank our colleagues at Drone Hopper for their support during the project. This work was conducted to complete the doctoral project of Mohammad Sadeq Ale Isaac with the support of Professor Pascual Campoy, and Doctor Ahmed Refaat Ragab. This work was supported by the ULTRADRON Project, funded by CDTI under the call number PTAP-20231017, focused on "Enabling Technologies for an Intelligent Logistics Unit with Drone Technology" and by the project INSERTION ref. ID2021-127648OBC32,"UAV Perception, Control and Operation in Harsh Environments," funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation under the program" Projects for Knowledge Generating."

Anàlisi d'autories institucional

Isaac, Mohammad Sadeq AleAutor (correspondència)Luna, Marco AndrésAutor o coautorCampoy, PascualAutor (correspondència)

Compartir

Publicacions
>
Article

Sensing and Control Integration for Thrust Vectoring in Heavy UAVs: Real-World Implementation and Performance Analysis

Publicat a:Unmanned Systems. - 2024-06-04 (), DOI: 10.1142/S2301385025500396

Autors: Isaac MSA; Peña PF; Luna MA; Ragab AR; Campoy P

Afiliacions

Drone Hopper Co, Leganes 28919, Spain - Autor o coautor
October 6 Univ, Fac Informat Syst & Comp Sci, Dept Network, Giza 12511, Egypt - Autor o coautor
Univ Carlos III Madrid, Dept Elect Engn, Leganes 28919, Spain - Autor o coautor
Univ Politecn Madrid UPM CSIC, Ctr Automat & Robot Car, Comp Vis & Aerial Robot Grp, Madrid 28006, Spain - Autor o coautor

Resum

Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have garnered significant attention among researchers due to their versatility in diverse missions and resilience in challenging conditions. However, electric UAVs often suffer from limited flight autonomy, necessitating the exploration of alternative power sources such as thermal engines. On the other hand, managing thermal engines introduces complexities and internal uncertainties into the system. In this paper, an Adaptive Robust attitude controller (ARAC) is proposed to address these challenges by drawing inspiration from helicopter solutions while minimizing mechanical intricacies. Specifically, the designed algorithm employs Thrust Vector Control (TVC) for an industrial heavy Multi-Ducted Fan (MDF), known for its superior static stability compared to conventional ducted fans. Subsequently, an integrated flap vanes system is positioned at the exhaust of the ducts for precise attitude control, effectively removing unwanted yaw moments associated with traditional propellers. This research builds on prior authors' works to establish a proper mathematical and aerodynamic model. Also, using former simulation results to conduct real flight experiments aimed at enhancing TVC functionality. The findings highlight the effectiveness of this approach for heavy UAV applications. It is worth noting that the practical value of this research lies in its potential to significantly extend flight autonomy supplied by thermal engines and improve the resilience of UAVs in challenging real-world missions. This is particularly achievable provided that the design of flap vanes aligns closely with the dimensions of the duct system, offering a promising solution to a critical engineering challenge in the field of UAV technology.

Paraules clau

Adaptive sliding mode controlAerial vehicleAircraft controlAntennasAttitude controlControl integrationDesignDucted fanDuctsEnginesFlight autonomyFlight control systemsHeavy uavsHeavy unmanned aerial vehicleModeMulti-ducted faMulti-ducted fanRobust controlServo flap sensingSliding mode controlThermal enginesThrust vector controlUnmanned aerial vehicles (uav)Vector control (electric machinery)

Indicis de qualitat

Impacte bibliomètric. Anàlisi de la contribució i canal de difusió

El treball ha estat publicat a la revista Unmanned Systems a causa de la seva progressió i el bon impacte que ha aconseguit en els últims anys, segons l'agència Scopus (SJR), s'ha convertit en una referència en el seu camp. A l'any de publicació del treball, 2024 encara no hi ha indicis calculats, però el 2023, es trobava a la posició , aconseguint així situar-se com a revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoria Aerospace Engineering. Destacable, igualment, el fet que la revista està posicionada per sobre del Percentil 90.

Independentment de l'impacte esperat determinat pel canal de difusió, és important destacar l'impacte real observat de la pròpia aportació.

Segons les diferents agències d'indexació, el nombre de citacions acumulades per aquesta publicació fins a la data 2025-06-15:

  • WoS: 1
  • Scopus: 2

Impacte i visibilitat social

Des de la dimensió d'influència o adopció social, i prenent com a base les mètriques associades a les mencions i interaccions proporcionades per agències especialitzades en el càlcul de les denominades "Mètriques Alternatives o Socials", podem destacar a data 2025-06-15:

  • L'ús d'aquesta aportació en marcadors, bifurcacions de codi, afegits a llistes de favorits per a una lectura recurrent, així com visualitzacions generals, indica que algú està fent servir la publicació com a base del seu treball actual. Això pot ser un indicador destacat de futures cites més formals i acadèmiques. Aquesta afirmació està avalada pel resultat de l'indicador "Capture", que aporta un total de: 5 (PlumX).

Anàlisi del lideratge dels autors institucionals

Aquest treball s'ha realitzat amb col·laboració internacional, concretament amb investigadors de: Egypt.

Hi ha un lideratge significatiu, ja que alguns dels autors pertanyents a la institució apareixen com a primer o últim signant, es pot apreciar en el detall: Primer Autor (ALE ISAAC KHOUEINI, MOHAMMAD SADEQ) i Últim Autor (CAMPOY CERVERA, PASCUAL).

els autors responsables d'establir les tasques de correspondència han estat ALE ISAAC KHOUEINI, MOHAMMAD SADEQ i CAMPOY CERVERA, PASCUAL.