표제지 1
제출문 4
요약문 5
SUMMARY 7
CONTENTS 10
목차 11
제1장 서론 21
제1절 연구개발의 범위 21
1. 연구의 범위 21
제2절 연구개발의 중요성 23
1. 중요성 23
2. 필요성 23
제2장 국내외 기술개발 현황 24
제1절 구체형 모션 플랫폼 24
1. 국내 기술 동향 및 수준 24
2. 국외 기술 동향 및 수준 26
제2절 직·병렬 모션 플랫폼 28
1. 국내 기술동향 및 수준 28
2. 국외 기술 동향 및 수준 32
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 36
제1절 연구개발 목표달성도 36
1. 연구 최종 목표 36
2. 연구개발 실적 38
제2절 연구결과 93
1. 구동부 성능시험 93
2. 제어 성능시험 101
3. 운용 성능시험 108
제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 112
제1절 연구개발목표 달성도 112
제5장 연구개발결과의 활용계획 114
제1절 군수 적응성 114
제2절 예상 효과 115
1. 기술적 측면 115
2. 경제적·산업적 측면 115
3. 군사적 측면 115
제6장 참고문헌 117
뒷표지 119
표 1. 응용연구의 범의[내용없음] 16
표 2. 응용연구의 범위 22
표 3. 구체 구동 모션 플랫폼의 특징 24
표 4. 기존의 모션 플랫폼 및 보완된 모션 플랫폼의 운동속도 비교 25
표 5. 스피리컬 휠 구조와 옴니 휠 구조의 비교 26
표 6. 기술개발 최종 목표 성능 37
표 7. 정량적 목표 항목 38
표 8. 모터구동시스템 구성 부품 47
표 9. 동역학 시뮬레이션 결과 53
표 10. 오일러 좌표계와 쿼터니안 좌표계의 특징 55
표 11. 제어 시스템 선행 연구 분석 62
표 12. 사용된 관성측정장치 성능 71
표 13. 외부의 접속을 위해 개설된 IP 및 port 73
표 14. 통신 시스템 성능 분석 결과 74
표 15. cyclic 조종스틱 78
표 16. Collictive&Throttle 조종 스틱 78
표 17. Pedals 78
표 18. Radio Panel 80
표 19. Multi Panel 80
표 20. Instrument Panel 80
표 21. 프로젝터(DLP projector) 스펙 81
표 22. 유전원 USB 허브 83
표 23. 도출된 역치 값의 기술통계량 90
표 24. 회전/병진 운동자유도 성능시험 결과 94
표 25. 모션 플랫폼 구동부 성능 시험 결과 101
표 26. 모션 플랫폼 제어 성능 시험 결과 107
표 27. 모션 플랫폼 운용 성능 시험 결과 109
표 28. 모션 플랫폼 외부공인시험 결과 112
그림 1. 응용연구 기술 구성도 21
그림 2. UNIST에서 개발한 실물형 6자유도 모션 플랫폼 [3] 25
그림 3. FeelThree사의 모션 플랫폼 [1] 27
그림 4. Atlas 모션 플랫폼의 구조 [4]. (a) 정면도 (b) 하반부 27
그림 5. Atlas의 3D 모델링 [2] 28
그림 6. 실제크기의 Atlas 프로토 타입 [2] 28
그림 7. 대한항공의 A380 항공기 시뮬레이터 [5] 28
그림 8. INNOSIMULATION의 건설기계 교육 및 직업훈련을 위한 시뮬레이터 [6] 29
그림 9. 감성통합 기반의 다목적 지능형 재활 로봇의 개요 [7] 30
그림 10. 오감 융합형 스포츠 시뮬레이터 [8] 31
그림 11. ETRI 패러글라이딩 모션 플랫폼 [9] 32
그림 12. Max planck 연구소의 케이블 모션 플랫폼 [11] 32
그림 13. Max planck 연구소의 직렬형 모션 플랫폼 [12] 32
그림 14. 네덜란드의 크루덴사의 모션 플랫폼 [13] 33
그림 15. USMC의 UH-60P Full 비행 시뮬레이터 33
그림 16. USMC의 AH-1W Weapon Systems Trainer(WST) 33
그림 17. 스키 시뮬레이터. (a) Sponio [15]. (b) Skytec Interactive 34
그림 18. 영국 Racewood의 승마 시뮬레이터 [16] 34
그림 19. Evotek사의 모션 시뮬레이터 [9] 35
그림 20. Gilderfluke사의 모션 플랫폼 [9] 35
그림 21. 연구 개발 WBS 37
그림 22. 수정된 기반 프레임 형상 39
그림 23. 수정된 기반 프레임 형상 39
그림 24. 개발된 구체 구동 모션 플랫폼 40
그림 25. 구체프레임 경량화 40
그림 26. 구체용 몰드 제작 과정 41
그림 27. 구체 도어 잠금장치 41
그림 28. 구체 도어 및 제작 실물 사진 42
그림 29. 구체도어 방식 42
그림 30. 구체 조립 완성체 실물 사진 43
그림 31. 프로젝터 스크린 43
그림 32. 내부장비 탑재후 FOV 44
그림 33. 스크린 몰드 및 제작 결과 44
그림 34. 스피리컬 휠 시스템 구조 보완 45
그림 35. 모터구동시스템 구성부품 46
그림 36. 모터구동시스템 상세설계 도면 46
그림 37. 모터구동시스템 실제 제작 결과 47
그림 38. 삼각형의 외심 및 위치좌표 49
그림 39. 기구학을 활용한 시뮬레이션 결과 49
그림 40. 운동역학 시뮬레이션 결과 51
그림 41. 오일러 좌표계의 짐발락 현상 54
그림 42. 쿼터니안 회전 54
그림 43. 동역학적 시뮬레이션 결과 56
그림 44. 마찰력 테스트 셋업 57
그림 45. 수직항력에 따른 λ값 변화(시뮬레이션 및 실험 결과 비교) 58
그림 46. VR 컴퓨터와의 연동 소프트웨어 59
그림 47. 운영소프트웨어 개발 59
그림 48. 파라미터 설정 60
그림 49. 데이터 모니터링 프로그램 60
그림 50. 시나리오 설정 모듈 61
그림 51. 시나리오 시작, 정지 평가 모듈 61
그림 52. 모션플랫폼의 상태추정을 위한 칼만필터의 블록 다이아그램 62
그림 53. 모션플랫폼에 적용한 LQG 제어 블록 다이아그램 62
그림 54. LQG 제어를 적용한 결과 63
그림 55. Luenberger Observer의 블록 다이아그램 63
그림 56. 외란추정 기반 제어기 블록 다이어그램 64
그림 57. 모션 플랫폼에 외란 주입 시 불안정한 위치 및 자세 제어 결과 64
그림 58. DOB를 통해 추정된 외란 64
그림 59. 외란 효과를 제거한 모션 플랫폼의 향상된 위치 및 자세 제어 결과 65
그림 60. SMC 기반 강건 제어기 블록 다이아그램 65
그림 61. 슬라이딩 평면으로의 접근양상 비교 66
그림 62. 새롭게 설계된 제어기 68
그림 63. 기존의 PID 제어기 69
그림 64. 불확실성에 의한 제어기 효과. (a) 기구학적 불확실성. (b) 동역학적 불확실성 69
그림 65. 미끄러짐 추정 및 제어를 통한 보정 70
그림 66. 개발된 관성측정 시스템 71
그림 67. 고정밀 측정을 위한 옵티컬 센서 개발 72
그림 68. 옵티컬센싱 시스템 실험 결과 72
그림 69. 클라우드 서버 시스템을 활용한 관제시스템 73
그림 70. 모션 플랫폼 제어 네트워크와 통신 릴레이 서버 통합 시스템 개념도 74
그림 71. 칵핏 경량화 설계 결과 75
그림 72. prepar 3D Flight simluation software 76
그림 73. 조종간 형상 및 설치 사진 76
그림 74. 조종간 및 계기판 77
그림 75. 구체 시뮬레이터 내에 장착될 조이스틱 및 조종시트 형상 77
그림 76. 조종계기판 실물 사진 79
그림 77. 적용된 디스플레이 계기판 프로그램 79
그림 78. HF85LA 프로젝터 81
그림 79. 스크린 부착 결과물 82
그림 80. 엣지블랜딩 소프트웨어 82
그림 81. 엣지블랜딩 과정 83
그림 82. Cockpit의 USB 연결장치 84
그림 83. Cockpit 전기 배선 84
그림 84. 랩뷰를 활용하여 개발한 제어 소프트웨어 85
그림 85. 제어소프트웨어의 블록다이아그램 86
그림 86. Prepar3D SDK를 활용하여 개발한 연동프로그램 86
그림 87. VR 및 제어 PC간의 연동 프로그램 개발 87
그림 88. 멀미 평가를 위해 개발한 8-모형의 비행 경로 88
그림 89. 로그 변환된 역치 값에 대한 분산분석 결과 도표: (왼쪽) 반복에 의한 효과;… 91
그림 90. 통합 운용 시스템 구성도 92
그림 91. 모션 플랫폼 구동축. 93
그림 92. 회전운동 가능 범위 성능시험 결과 95
그림 93. 최대 회전속도 성능시험 결과 96
그림 94. 병진운동 가능 범위 성능시험 결과 98
그림 95. 최대 병진속도 성능시험 결과 99
그림 96. 구체 크기 성능시험 결과 99
그림 97. 최대 탑재 중량 성능시험 결과 100
그림 98. 1시간 운용후 구체 직경 측정 결과 100
그림 99. 자세제어 정확도 성능시험 결과 102
그림 100. 반복 자세제어 정확도 성능시험 결과 103
그림 101. 자세제어 정확도 성능시험 결과 105
그림 102. 반복 위치제어 정확도 성능시험 결과 106
그림 103. 제어 대역폭 성능시험 결과 107
그림 104. 구체 내외부 영상 송수신 가능성 평가 108
그림 105. 연속 운용시간 성능시험 결과 109
그림 106. 성능시험 성적서 1/2 110
그림 107. 성능시험 성적서 2/2 111
그림 108. 3차원 구체 구동 모션 플랫폼의 응용 및 적용연구 범위 115
그림 109. 모션 플랫폼을 이용하여 원거리 무인기 제어 116