본 연구에서는 초소형 날갯짓 비행체(Flapping Wing Micro Air Vehicle, FWMAV)인 KUBeetle-SPC의 자세제어를 위한 제어보드를 개발하고 제어시스템을 설계하여 실제 비행체에 적용하였다. 비행체의 동역학 모델은 종방향, 횡방향으로 나누고 각각의 안정성을 고유값을 이용해 판별하였다. Simulink를 이용하여 비행체의 동역학 모델을 상태공간모델로 표현하고, 로우 패스 필터, 칼만필터, PD제어기, 컴펜세이터를 포함한 제어시스템을 구성하였다. 주파수 영역에서 롤, 피치, 요 입력과 출력을 비교한 전달함수를 구하고, Bode 선도와 Nyquist선도를 분석하여 안정성을 판별하였다. 이득 여유, 위상 여유, 시간영역의 정상상태 응답 등을 고려하여 적합한 제어 변수를 설계하였다. 제어보드는 설계한 제어시스템이 프로그램되어 실제 비행체에 적용이 가능하도록 크기와 성능을 고려하여 제작하였다. 제어보드는 전압 레귤레이터, 관성항법장치, 마이크로프로세서, EEPROM, 버퍼를 포함한다. 비행체의 자세는 관성항법장치의 가속도, 각속도 데이터를 로우 패스 필터, 칼만필터로 필터링, 융합하여 추정하였다. 날갯짓 비행체에 제작한 제어보드를 탑재하고, 1축 짐벌에 장착하여 각도를 측정하는 실험과 줄에 매달아 제한된 비행으로 각도를 측정하는 실험을 진행하였다. 날갯짓으로 인한 진동이 많은 상황에서 칼만필터의 잡음 행렬 값을 튜닝하여 적합한 자세 데이터를 추정할 수 있었고, 설계한 제어시스템의 개선방향을 제시하였다.