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이상헌 ( Lee Sangheon ),김민성 ( Kim Minseong ),정구문 ( Jeong Gumun ),최윤석 ( Choi Yoonseok ),조동현 ( Cho Donghyun ) 공군사관학교 2024 공사논문집 Vol.75 No.-
본 연구는 23년도 국고연구비의 지원을 받아 현재 공군사관학교에서 교육과정을 운영하고 있는 드론 운용 및 설계실습을 수행하는 「창의공학 설계 및 실습」 강의에 활용하기 위한 교육용 Hardware-in-the-Loop-Simulation(HILS) 시스템 구축을 목표로 수행하였다. 연구 과정에서 드론 자세 제어 HILS은 3축 링형 회전부로 제작하였고, 추력 측정 HILS는 LM 가이드 레일에 로드셀을 설치하여 각 시스템을 구축하였다. 시스템의 유효성을 검증하기 위해 주어진 입력에 대해 장착된 드론이 정확히 추종하는지 시험하였으며 데이터 분석을 진행하였다. 이후 구축한 HILS 시스템을 이용하여 테스트 드론으로부터 상태 성능 데이터를 추출하여서 기능에 대한 정상 작동을 확인하였다. 드론 테스트베드 HILS 시스템 구축을 통해 생도 통합 드론 시스템 교육과 사전 검증을 통해 기존보다 더 안정적으로 비행체를 운용하며, 개발시간 절감 및 설계 오류로 인한 기체파손을 예방할 수 있을 것이다. 이후 「창의공학 설계 및 실습」과 같은 정규과목 외에도 로봇 항공기 경진대회와 같이 드론을 활용하여 도전적인 연구를 진행하는 프로젝트에도 다양한 임무 확장 및 체계적인 설계 환경을 제공할 수 있을 것으로 기대되어진다. This paper investigates the application of an educational HILS(Hardware In-the-Loop Simulation) systems that can be integrated into the drone operation and design lectures currently conducted at the KAFA. Specially, the study involved the design and construction of a drone attitude control HILS and thrust measurement HilS System. The results showed that it was possible to extract status performance data from the test drone using each educational HILS system and data analysis verified the effectiveness of the constructed HILS system. Consequently, it was determined that using the developed educational HILS test-bed could make drone-related lectures more efficient and effective compared to traditional methods.
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