KR20060077326A - 발사체 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 발사체 시뮬레이션 시스템은 a) 스위칭제어신호 및 정밀제어신호를 입력받아 가상발사체모듈의 동작을 통하여 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 출력하고, 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호의 처리를 담당하는 시뮬레이터의 특정 모듈에 대한 정보를 담고 있는 구성모듈을 저장하는 시뮬레이터 제어부 및 b) 구성모듈을 상기 시뮬레이터 제어부로부터 전송받아 실행하며, 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 해당 모듈로 하여금 처리하도록 하여 처리된 신호를 지상제어시스템으로 출력하고, 지상제어시스템으로부터 입력되는 가상발사체의 제어용 신호를 처리하여 시뮬레이터 제어부로 출력하는 시뮬레이터를 포함한다. 본 발명은 실제 발사체가 발사대에 장착된 후 실행하는 전기적 점검, 추진제 공급, 자동시퀀스, 발사의 작업을 가상적으로 수행할 수 있음으로써 다양한 가상 상황에서 다양한 시험을 할 수 있다.

Description

발사체 시뮬레이션 시스템{Launch Vehicle Simulation System}
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 발사체 시뮬레이션시스템의 블록구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가상발사체모듈의 실행 개념을 설명하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 가상발사체의 일실시예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 발사체 시뮬레이션 시스템의 동작 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 시뮬레이터 제어부 110 : 가상 발사체 저장부
111 : 논리연산모듈 113 : 가상동작모듈
115 : 가상센서모듈 120 : 구성모듈 저장부
130 : GUI 저장부 140 : 제1 TCP/IP 인터페이스
150 : 제1 이더넷 카드 160 : 제어부
170 : 외부신호 형성부 180 : 디스플레이부
300 : 시뮬레이터 310 : 제2 이더넷 카드
320 : 제2 TCP/IP 인터페이스 330 : 콘트롤러
340 : PCM 데이터 인코더 350 : RS-422 통신모듈
360 : 아날로그 신호 송수신 모듈 370 : 스위칭 신호 송수신 모듈
380 : 메모리부 400 : 엄비리컬 케이블
500 : 지상제어시스템
본 발명은 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 발사체의 발사 과정을 시뮬레이션 할 수 있는 발사체 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.
발사체는 크게 추진시스템, 추력시스템, 구동장치 및 전자탑재 시스템과 같은 고도의 기술을 요하는 장치들로 이루어져 있다. 이러한 발사체는 발사하는 과정에서 급속한 속도의 변환, 온도 변화 및 진동 등이 발생하기 때문에 발사체의 각 구성 장치들은 이러한 극한 환경 하에서 안정적으로 동작할 수 있는 신뢰성을 보장해야 한다. 또한 발사체를 발사하는 과정은 단계적으로 진행되며, 각각의 단계에서 발생하는 오차를 확인하여 오차를 제거한다.
이와 같이 발사체의 각 구성요소가 고도의 정밀 장치들이고, 극심한 환경 하에서 작동하며, 발사 단계가 복잡하기 때문에 실제 발사체를 발사하는 과정에서 예상치 못한 원인에 의하여 발사체가 비정상적으로 동작하거나 심지어는 발사 실패 혹은 발사체의 파손 등이 일어날 가능성이 상존한다.
이러한 가능성에 대비하기 위하여 발사체 자체를 발사대에 장착한 후 지상제어시스템과의 다양한 시험을 수행하기는 매우 곤란한 실정이다. 이에 따라 실제 발 사체 없이 지상제어시스템과의 다양한 시험을 할 수 있는 발사체 시뮬레이션 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 지상제어시스템을 통하여 다양한 시험을 할 수 있는 발사체 시뮬레이션 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발사체 시뮬레이션 시스템은 a) 스위칭제어신호 및 정밀제어신호를 입력받아 가상발사체모듈의 동작을 통하여 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 출력하고, 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호의 처리를 담당하는 시뮬레이터의 특정 모듈에 대한 정보를 담고 있는 구성모듈을 저장하는 시뮬레이터 제어부 및 b) 구성모듈을 상기 시뮬레이터 제어부로부터 전송받아 실행하며, 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 해당 모듈로 하여금 처리하도록 하여 처리된 신호를 지상제어시스템으로 출력하고, 지상제어시스템으로부터 입력되는 가상발사체의 제어용 신호를 처리하여 시뮬레이터 제어부로 출력하는 시뮬레이터를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 발사체 시뮬레이션 방법은 a) 시뮬레이터 제어부가 가상발사체모듈을 실행하고, 시뮬레이터가 구성모듈을 로딩하는 단계, b) 시뮬레이터가 지상제어시스템으로부터 가상 발사체 모듈을 제어하기 위한 스위칭제어신호와 정밀제어신호를 수신하여 시뮬레이터 제어부로 출력하는 단계, c) 시뮬레이터 제어 부가 스위칭제어신호, 정밀제어신호 및 가상발사체모듈을 이용하여 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 상기 시뮬레이터로 출력하는 단계, d) 시뮬레이터가 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 처리하여 지상제어시스템으로 출력하는 단계 및 e) 지상제어시스템이 처리된 신호를 바탕으로 다시 스위칭 제어신호 및 정밀제어신호를 출력하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 발사체 시뮬레이션 시스템의 블록구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발사체 시뮬레이션 시스템은 PC(Personal Computer) 기반의 시뮬레이터 제어부(100), 임베디드 시스템(embedded) 기반의 시뮬레이터(300) 및 지상제어시스템(500)을 포함한다.
시뮬레이터 제어부(100)는 스위칭제어신호 및 정밀제어신호를 입력받아 가상발사체모듈의 동작을 통하여 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 출력하고, 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호의 처리를 담당하는 시뮬레이터(300)의 특정 모듈에 대한 정보를 담고 있는 구성모듈을 저장한다.
시뮬레이터(300)는 구성모듈을 시뮬레이터 제어부(100)로부터 전송받아 실행하며, 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 해당 모듈로 하여금 처리하도록 하여 스위칭결과신호, 아날로그 신호 및 PCM 신호를 지상제어시스템(500)으로 출력하고, 지상제어시스템(500)으로부터 입력되는 가상발사체의 제어용 신호를 처리하여 시뮬레이터 제어부(100)로 출력한다.
다음으로 도면을 참조하여 시뮬레이터 제어부에 대하여 상세히 설명한다.
시뮬레이터 제어부(100)는 가상 발사체 저장부(110), 구성모듈 저장부(120), GUI(Graphic User Interface) 저장부(130), 제1 TCP/IP 인터페이스(140), 제1 이더넷 카드(ethernet card)(150), 제어부(160), 외부신호 형성부(170) 및 디스플레이부를 포함한다.
가상 발사체 저장부(110)는 가상 발사체를 구성하는 추진 시스템, 추력 시스템, 구동 시스템 및 전자 탑재 시스템의 유기적 동작에 필요한 스위치 및 밸브에 해당하는 제어항목 각각의 스위칭 온/오프 제어를 위한 스위칭제어신호, 복수 개 제어항목의 출력신호에 대한 논리연산 결과인 이벤트 제어신호 및 정밀제어신호를 입력받아 특정 조건 및 설정값 하에서 소정의 변환식을 이용하여 가상 동작을 실행함으로써 스위칭결과신호와 정밀제어결과신호를 출력하고, 가상 동작의 실행에 따른 가상 센서의 측정결과신호를 출력하는 가상발사체모듈을 저장한다. 정밀제어신호는 밸브의 개폐 정도와 같이 다수의 레벨을 표현할 수 있는 12비트의 신호이다.
이 때, 가상 발사체 저장부(110)는 정상상태 가상발사체모듈과 비정상상태 가상발사체모듈을 저장한다. 정상상태 가상발사체모듈과 비정상상태 가상발사체모듈 각각은 정상적 또는 비정상적으로 실행되는 가상 동작에 따라 실행결과데이터 및 측정결과신호를 출력한다.
또한, 가상 발사체 저장부(110)는 제어항목, 스위칭제어신호, 이벤트 제어신호 및 가상 동작 사이의 관계에 대한 정보를 담고 있는 텍스트(text) 기반의 연관관계파일을 저장한다. 제어항목, 스위칭제어신호, 이벤트 제어신호 및 가상 동작 사이의 관계에 대한 정보가 가상발사체모듈의 소스 코드에 구현되지 않는 이유는 이러한 정보를 수정할 경우 소스 코드를 수정한 후 컴파일하여 실행 파일로 만들어야 하는 복잡함이 있기 때문이다. 텍스트 기반으로 연관관계파일이 작성되면 수정될 부분이나 변경될 부분의 텍스트만을 변화시키면 되므로 그만큼 편리하다.
구성모듈 저장부(120)는 가상발사체모듈이 로딩(loading)되어 실행될 때, 스위칭 결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호의 처리를 담당하는 시뮬레이터(300)의 특정 모듈에 대한 정보를 담고 있는 구성모듈을 저장한다. 이 때, 구성모듈은 시뮬레이터 제어부(100)에 저장되나, 구성모듈의 로딩과 실행은 시뮬레이터(300)에 의하여 이루어진다. 이와 같은 이유는 시뮬레이터 제어부(100)는 PC 기반이기 때문에 구성모듈의 수정 및 변경 등이 수월한 반면 시뮬레이터(300)는 임베디드 시스템 기반이기 때문에 구성모듈의 수정이나 변경 등이 어렵기 때문이다.
GUI 저장부(130)는 시뮬레이터(300) 및 가상 발사체의 상태를 모니터링하며 사용자의 조작에 따라 가상 발사체의 제어항목 각각의 제어를 위한 제어명령신호를 출력하는 GUI 프로그램을 저장한다. GUI 프로그램의 실행에 의하여 출력되는 제어명령신호는 제어부(160)에 의하여 스위칭제어신호 또는 정밀제어신호로 변환된다.
제1 TCP/IP 인터페이스(140)는 시뮬레이터(300)로 출력되는 구성모듈, 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호, 측정결과신호 및 각 신호의 종류 정보를 데이터 패킷으로 변환한다. 또한 제1 TCP/IP 인터페이스(140)는 시뮬레이터(300)로부터 입력된 스위칭제어신호 및 정밀제어신호에 대한 패킷을 원래의 스위칭제어신호 및 정밀제어신호로 복원한다.
제1 이더넷 카드(150)는 시뮬레이터(300)와의 통신을 통하여 데이터 패킷을 입출력한다.
제어부(160)는 구성모듈을 시뮬레이터(300)로 전송하고, 제1 이더넷 카드(150) 및 제1 TCP/IP 인터페이스(140)를 통하여 입력된 스위칭제어신호 및 정밀제어신호와 실행된 가상발사체모듈을 이용하여 해당 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호, 측정결과신호와 각 신호의 종류 정보를 제1 TCP/IP 인터페이스(140)로 출력한다. 또한, 제어부(160)는 GUI 프로그램으로부터 출력되는 제어명령신호를 입력받아 해당 스위칭제어신호 또는 정밀제어신호로 변환하고, 변환된 스위칭제어신호 또는 정밀제어신호와 실행된 가상발사체모듈을 이용하여 해당 스위칭결과신호 또는 정밀제어결과신호, 측정결과신호 및 각 신호의 종류 정보를 출력한다.
디스플레이부(180)는 GUI 프로그램의 실행에 따른 시뮬레이터(300) 및 가상 발사체의 상태를 디스플레이한다.
외부신호 형성부(170)는 GUI 프로그램의 실행에 따라 디스플레이부(180)를 통하여 시뮬레이터(300) 및 가상 발사체의 상태가 디스플레이될 때 운영자의 조작에 의하여 제어명령신호를 형성한다. 이와 같은 외부신호 형성부(170)는 키보드, 마우스 및 터치 패널(touch panel)을 포함한다.
다음으로 도면을 참조하여 시뮬레이터에 대하여 상세히 설명한다.
시뮬레이터(300)는 제2 이더넷 카드(310), 제2 TCP/IP 인터페이스(320), 콘트롤러(330), PCM(Pulse Code Modulation) 데이터 인코더(340), RS-422 통신모듈(350), 아날로그 신호 송수신 모듈(360), 스위칭 신호 송수신 모듈(370), 를 포함한다.
제2 이더넷 카드(310)는 시뮬레이터 제어부(100)와의 통신을 통하여 데이터 패킷을 입출력한다.
제2 TCP/IP 인터페이스(320)는 제2 이더넷 카드(310)를 통하여 시뮬레이터 제어부(100)로부터 입력된 패킷 형태의 구성모듈, 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호, 측정결과신호 및 각 신호의 종류 정보를 원래의 신호 및 각 신호의 종류 정보로 복원하고, 수신된 스위칭제어신호 및 정밀제어신호를 데이터 패킷으로 변환한다.
콘트롤러(330)는 시뮬레이터(300)를 구성하는 각 장치의 구성, 상태 및 장애 정보를 감시하고 시뮬레이터 제어부(100)에 보고하고, 구성모듈을 제2 TCP/IP 인터페이스(320)로부터 전송받아 실행한다. 콘트롤러(330)는 제2 TCP/IP 인터페이스(320)로부터 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호, 측정결과신호 및 각 신호의 종류 정보를 입력받고, 입력받은 신호의 종류 정보와 상기 구성모듈에 담긴 정보와 비교하여 상기 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 처리할 해당 처리 모듈로 전송한다. 콘트롤러(330)는 해당 처리 모듈로부터 전송된 스위칭제어신호 및 정밀제어신호를 시뮬레이터 제어부(100)로 전송하여 가상 발사체의 상태/동작을 제어한다.
PCM 데이터 인코더(340)는 콘트롤러(330)로부터 입력받은 측정결과신호를 인코딩하여 8비트의 PCM 데이터로 변환한다.
RS-422 통신모듈(350)은 PCM 데이터 인코더(340)로부터 전달받은 PCM 데이터를 RS-422 포맷으로 변환하여 엄비리컬 케이블(umbilical cable)(400)을 거쳐 지상 제어시스템(500)으로 송신한다.
지상제어시스템(500)은 RS-422 포맷으로 변환된 데이터를 8비트 PCM 데이터로 변환한 후 디코딩하여 실질적인 물리량으로 변환한다. 예를 들어, 온도 센서의 최대 측정치가 2550??라면 8비트 PCM 데이터는 총 256개의 레벨로 온도를 세분화할 수 있으므로 지상제어시스템(500)은 특정 8비트 PCM 데이터에 해당하는 가상 온도를 알 수 있다.
아날로그 신호 송수신 모듈(360)은 콘트롤러(330)로부터 입력받은 정밀제어결과신호를 아날로그 신호로 변환하여 엄비리컬 케이블(400)을 거쳐 지상제어시스템(500)으로 송신한다. 또한, 아날로그 신호 송수신 모듈(360)은 지상제어시스템(500)으로부터 출력된 아날로그 신호를 엄비리컬 케이블(400)을 거쳐 수신하여 정밀제어신호로 변환한다.
아날로그 신호 송수신 모듈(360)은 12비트의 정밀제어결과신호를 전압 크기로 표현되는 아날로그 신호 변환하여 지상제어시스템(500)으로 출력한다. 또한, 아날로그 신호 송수신 모듈(360)은 지상제어시스템(500)으로부터 출력된 전압 크기로 표현된 아날로그 신호를 12비트의 정밀제어신호로 변환한다.
예를 들어, 12비트의 정밀제어신호에 의하여 밸브의 개폐 정도는 212(= 4096) 레벨로 제어될 수 있으므로 지상제어시스템(500)은 특정 12비트의 정밀제어결과신호에 해당하는 밸브의 개폐 정도를 알 수 있다.
스위칭 신호 송수신 모듈(370)은 콘트롤러(330)로부터 입력받은 스위칭결과 신호를 엄비리컬 케이블(400)을 거쳐 지상제어시스템(500)으로 송신하고, 지상제어시스템(500)으로부터 출력된 스위칭제어신호를 엄비리컬 케이블(400)을 거쳐 수신한다. 이에 따라 지상제어시스템(500)은 가상 발사체의 스위치의 온/오프 상태를 알 수 있을 뿐만 아니라 스위치의 온/오프 상태를 제어할 수 있다.
메모리부(380)는 시뮬레이터 제어부(100)로부터 전송된 구성모듈을 임시로 저장하고, 콘트롤러(330)의 제어에 의하여 로딩한다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발사체 시뮬레이션 시스템의 동작을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 가상발사체모듈의 실행 개념을 설명하기 위한 것이다. 가상 발사체에 포함된 모든 스위치들과 릴레이들 각각은 하나의 제어항목에 할당된다. 각각의 제어항목이 시뮬레이터(300)로부터 1비트(온/오프)의 스위칭제어신호를 수신하면, 각각의 제어항목은 스위치 또는 릴레이 상태에 해당하는 신호를 출력한다.
논리연산모듈(111)은 제어항목으로부터 입력된 출력신호를 논리연산하여 이벤트제어신호를 출력한다. 예를 들어, 제1 스위치, 제3 스위치 및 제4 스위치가 각각 제어항목1, 제어항목3 및 제어항목4에 할당되고 각 제어항목이 수신하는 스위칭 제어신호가 1,0,1이면, 제어항목1, 제어항목3 및 제어항목4는 스위칭 제어신호 1,0,1에 대한 신호를 출력한다. 이런 상태에서 논리연산모듈(111)이 {(제어항목1의 출력신호 OR 제어항목3의 출력신호) AND 제어항목4의 출력신호}와 같은 논리연산을 수행한다면 각 제어항목의 출력신호를 이용하여 이벤트제어신호를 출력한다.
가상동작모듈(113)은 이벤트제어신호, 12비트의 정밀제어신호를 이용하여 특정조건 및 설정값 하에서 해당 가상 동작을 수행하여 1비트의 스위칭결과신호 및 12비트의 정밀제어결과신호를 출력한다.
특정조건은 조건식과 시간조건을 포함한다. 조건식은 이벤트제어신호 혹은 정밀제어신호를 이용하는 EQ(equal), LT(less than), LE(less than or equal), GT(greater than) 및 GE(greater than or equal)와 같은 것이다. 시간조건은 물리량의 변동이 일어난 시간을 나타낸다. 예를 들어, 유체(산화제, 연료 등)의 유입이 발생하는 시간(이하, 유입시간)과 유출이 발생하는 시간(이하, 유출시간)이다. 가상동작모듈(113)은 각 유체별 단위 시간에 따라 변동할 수 있는 유입량과 유출량이 설정되어 있기 때문에 유입 시간과 유출 시간만으로 유출량과 유입량이 계산된다.
가상동작모듈(113)의 설정값은 가상동작모듈(113)의 초기에 세팅되는 초기값, 가상동작모듈(113)이 가질 수 있는 최대값 및 최소값을 포함한다.
가상센서모듈(115)은 가상동작모듈(113)로부터 출력된 스위칭결과신호와 정밀제어결과신호에 따른 가상센서의 출력값을 계산하여 측정결과신호를 출력한다.
도 3은 본 발명에 따른 가상발사체의 일실시예를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 가상발사체는 산화제탱크와 연료탱크로부터 산화제와 연료가 연소기에 주입되어 연소되는 과정을 가상적으로 구현하는 것이다.
먼저, 제어항목은 밸브0 내지 밸브3(310 내지 340)이다. 따라서, 각 제어항목은 스위칭제어신호에 따른 신호를 출력하고, 이러한 출력신호가 논리연산모듈(111)로 입력되어 이벤트제어신호가 출력된다.
출력된 이벤트제어신호와 가상동작모듈(113)의 역할을 하는 산화제 탱크와 연료탱크(350,360)의 특정조건과 설정값에 따라 각 밸브에 해당하는 제어항목(310 내지 340)의 동작 및 동작 시간에 따라 산화제의 유입량/유출량과 연료의 유입량/유출량이 산화제 탱크와 연료탱크(350,360)에 의하여 계산된다.
따라서 가상동작모듈(350,360)의 현재 유체량을 측정할 수 있는 가상센서모듈로부터 현재의 산화제탱크레벨과 연료탱크레벨과 같은 측정결과신호가 출력된다. 또한 연료와 산화제의 유입량과 연소시간이 결정되기 때문에 연소기(370)의 가상센서모듈로부터 온도 및 압력에 대한 측정결과신호가 도출된다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발사체 시뮬레이션 시스템의 동작과정을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 발사체 시뮬레이션 시스템의 동작 순서도이다.
먼저 전원이 공급되면 제어부(160)는 가상발사체모듈을 가상발사체저장부로부터 읽어들여 실행시키고, 구성모듈을 구성모듈 저장부(120)로부터 읽어들여 제1 TCP/IP 인터페이스(140)와 제1 이더넷 카드(150)를 통하여 시뮬레이터(300)로 송신하고, 시뮬레이터(300)의 콘트롤러(330)는 제2 이더넷 카드(310)와 제2 TCP/IP 인터페이스(320)를 통하여 메모리부(380)에 구성모듈을 로딩하여 실행시킨다(S410).
지상제어시스템(500)은 엄비리컬 케이블(400)을 통하여 가상 발사체를 제어하기 위한 스위칭제어신호와 아날로그 신호를 송신하고, 아날로그신호 송수신 모듈(360)은 아날로그 신호를 정밀제어신호로 변환하여 콘트롤러(330)로 출력하고 스위칭신호 송수신 모듈(370)은 스위칭제어신호를 수신하여 콘트롤러(330)로 출력한다 (S420).
콘트롤러(330)는 아날로그신호 송수신 모듈(360)로부터 출력된 정밀제어신호와 스위칭신호 송수신 모듈(370)로부터 출력된 스위칭제어신호를 제2 TCP/IP 인터페이스(320)로 출력하고, 제2 TCP/IP 인터페이스(320)는 정밀제어신호와 스위칭제어신호를 데이터 패킷 형태로 변환하여 제2 이더넷 카드(310)를 통하여 시뮬레이터 제어부(100)로 출력한다(S430).
시뮬레이터 제어부(100)의 제1 TCP/IP 인터페이스(140)는 제1 이더넷 카드(150)를 통하여 입력된 데이터 패킷을 원래의 정밀제어신호와 스위칭제어신호로 복원하여 제어부(160)로 출력한다(S440).
제어부(160)는 스위칭제어신호를 입력받은 가상발사체의 논리연산모듈(111)의 동작을 통하여 이벤트제어신호를 출력하고, 이벤트제어신호와 정밀제어신호를 입력받은 가상동작모듈의 동작을 통하여 스위칭결과신호와 정밀제어결과신호를 출력하며, 스위칭결과신호와 정밀제어결과신호를 입력받은 가상센서모듈의 동작을 통하여 측정결과신호를 출력한다(S450).
제어부(160)는 출력된 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호의 종류 정보를 각 신호에 추가하여 제1 TCP/IP 인터페이스(140)로 출력하고, 제1 TCP/IP 인터페이스(140)는 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호와 신호의 종류 정보를 데이터 패킷으로 변환한고 제1 이더넷 카드(150)를 통하여 시뮬레이터(300)로 전송한다(S460).
제2 TCP/IP 인터페이스(320)는 제2 이더넷 카드(310)를 통하여 수신한 데이 터 패킷을 복원하여 원래의 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호와 신호의 종류 정보를 복원하여 콘트롤러(330)로 출력한다(S470).
콘트롤러(330)는 신호의 종류 정보와 구성모듈을 비교하여 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호 각각을 스위칭신호 송수신 모듈(370), 아날로그신호 송수신 모듈(360) 및 PCM 데이터 인코더(340)로 출력한다. 스위칭신호 송수신 모듈(370)은 스위칭결과신호를 엄비리컬 케이블(400)로 출력하고, 아날로그신호 송수신 모듈(360)은 정밀제어결과신호를 아날로그신호로 변환하여 엄비리컬 케이블(400)로 출력하고, PCM 데이터 인코더(340)는 측정결과신호를 인코딩하여 RS-422 통신모듈(350)로 출력하고 RS-422 통신모듈(350)은 인코딩된 PCM 데이터를 RS-422 통신 포맷으로 변환하여 엄비리컬 케이블(400)로 출력한다(S480).
지상제어시스템(500)은 엄비리컬 케이블(400)로부터 스위칭결과신호, 아날로그신호 및 RS-422 통신 포맷의 신호를 입력받아 해당 신호들이 담고 있는 실질적인 물리량과 같은 정보를 파악하여 스위치나 릴레이의 상태와 현재의 물리량을 파악하여 스위칭 제어신호 및 정밀제어신호를 출력한다(S490).
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서와 같이 본 발명은 실제 발사체가 발사대에 장착된 후 실행하는 전기적 점검, 추진제 공급, 자동시퀀스, 발사의 작업을 가상적으로 수행할 수 있음으로써 다양한 가상 상황에서 다양한 시험을 할 수 있다.

Claims (17)

  1. 지상제어시스템과 신호를 송수신하는 발사체 시뮬레이션 시스템에 있어서,
    스위칭제어신호 및 정밀제어신호를 입력받아 가상발사체모듈의 동작을 통하여 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 출력하고, 상기 스위칭결과신호, 상기 정밀제어결과신호 및 상기 측정결과신호의 처리를 담당하는 시뮬레이터의 특정 모듈에 대한 정보를 담고 있는 구성모듈을 저장하는 시뮬레이터 제어부; 및
    상기 구성모듈을 상기 시뮬레이터 제어부로부터 전송받아 실행하며, 상기 스위칭결과신호, 상기 정밀제어결과신호 및 상기 측정결과신호를 해당 모듈로 하여금 처리하도록 하여 상기 처리된 신호를 상기 지상제어시스템으로 출력하고, 상기 지상제어시스템으로부터 입력되는 가상발사체의 제어용 신호를 처리하여 상기 시뮬레이터 제어부로 출력하는 시뮬레이터를 포함하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 제어부는,
    가상 발사체의 제어항목의 스위칭 온/오프 제어를 위한 상기 스위칭제어신호, 복수 개 제어항목의 출력신호에 대한 논리연산 결과인 이벤트 제어신호 및 상기 정밀제어신호를 입력받아 특정 조건 및 설정값 하에서 가상 동작을 실행하여 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 가상 센서의 측정결과신호를 출력하는 가상발 사체모듈을 저장하는 가상 발사체 저장부;
    상기 가상발사체모듈이 로딩되어 실행될 때, 상기 스위칭 결과신호, 상기 정밀제어결과신호 및 상기 측정결과신호의 처리를 담당하는 상기 시뮬레이터의 특정 모듈에 대한 정보를 담고 있는 구성모듈을 저장하는 구성모듈 저장부;
    상기 시뮬레이터로 출력되는 상기 스위칭결과신호, 상기 정밀제어결과신호, 상기 측정결과신호 및 각 신호의 종류 정보를 데이터 패킷으로 변환하고, 상기 시뮬레이터로부터 입력된 상기 스위칭제어신호 및 상기 정밀제어신호에 대한 패킷을 상기 스위칭제어신호 및 상기 정밀제어신호로 복원하는 제1 TCP/IP 인터페이스;
    상기 가상발사체모듈을 구동하여 상기 스위칭제어신호 및 상기 정밀제어신호를 입력받아 상기 스위칭결과신호, 상기 정밀제어결과신호, 상기 측정결과신호와 각 신호의 종류 정보를 상기 제1 TCP/IP 인터페이스로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가상 발사체 저장부는,
    정상상태 가상발사체모듈과 비정상상태 가상발사체모듈을 저장하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가상 발사체 저장부는,
    상기 제어항목, 상기 스위칭제어신호, 상기 이벤트 제어신호 및 가상 동작 사이의 관계에 대한 정보를 담고 있는 연관관계파일을 저장하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연관관계파일은 텍스트 기반인 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 구성모듈의 로딩과 실행은 상기 시뮬레이터에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 제어부는,
    상기 시뮬레이터 및 상기 가상 발사체의 상태를 모니터링하며 사용자의 조작에 따라 가상 발사체의 제어항목 각각의 제어를 위한 제어명령신호를 출력하는 GUI 프로그램을 저장하는 GUI 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이터는,
    상기 시뮬레이터 제어부로부터 입력된 패킷 데이터를 원래의 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호, 측정결과신호 및 각 신호의 종류 정보로 복원하고, 수신된 상기 스위칭제어신호 및 상기 정밀제어신호를 데이터 패킷으로 변환하는 제2 TCP/IP 인터페이스;
    상기 제2 TCP/IP 인터페이스로부터 상기 스위칭결과신호, 상기 정밀제어결과신호, 상기 측정결과신호 및 각 신호의 종류 정보를 입력받아 각 신호를 처리할 해당 처리 모듈로 전송하고, 해당 처리 모듈로부터 전송된 스위칭제어신호 및 정밀제어신호를 상기 시뮬레이터 제어부로 전송하는 콘트롤러;
    상기 콘트롤러로부터 입력받은 측정결과신호를 인코딩하여 PCM 데이터로 변환 후 상기 지상제어시스템으로 전송하는 PCM 데이터 인코더;
    상기 콘트롤러로부터 입력받은 정밀제어결과신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 지상제어시스템으로 송신하고, 상기 지상제어시스템으로부터 출력된 아날로그 신호를 수신하여 상기 정밀제어신호로 변환하는 아날로그 신호 송수신 모듈;
    상기 콘트롤러로부터 입력받은 스위칭결과신호를 상기 지상제어시스템으로 송신하고, 상기 지상제어시스템으로부터 출력된 스위칭제어신호를 수신하는 스위칭 신호 송수신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 콘트롤러는,
    상기 입력받은 신호의 종류 정보와 상기 구성모듈에 담긴 정보를 비교하여 상기 스위칭결과신호, 상기 정밀제어결과신호 및 상기 측정결과신호를 처리할 해당 처리 모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 아날로그 신호는 전압의 크기인 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 가상발사체모듈은,
    상기 제어항목이 상기 시뮬레이터로부터 상기 스위칭제어신호를 수신하여 상기 제어항목의 상태에 해당하는 신호를 입력받아 논리연산하여 상기 이벤트제어신호를 출력하는 논리연산모듈;
    상기 이벤트제어신호, 상기 정밀제어신호를 입력받고 특정 조건 및 설정값 하에서 해당 가상 동작을 수행하여 상기 스위칭결과신호 및 상기 정밀제어결과신호를 출력하는 가상동작모듈; 및
    상기 가상동작모듈로부터 출력된 스위칭결과신호와 정밀제어결과신호에 따른 가상센서의 출력값을 계산하여 측정결과신호를 출력하는 가상센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 특정조건은 조건식을 포함하며,
    상기 조건식은 상기 이벤트제어신호 또는 상기 정밀제어신호를 이용하는 EQ(equal), LT(less than), LE(less than or equal), GT(greater than) 및 GE(greater than or equal) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 특정 조건은 시간조건을 포함하며,
    상기 시간조건은 유체의 변동이 일어난 시간을 나타내는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 설정값은 상기 가상동작모듈의 초기에 세팅되는 초기값과 상기 가상동작모듈이 가질 수 있는 최대값 및 최소값을 포함하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 시스템.
  15. 시뮬레이터 제어부, 시뮬레이터 및 지상제어시스템을 포함하는 발사체 시뮬레이션 시스템의 시뮬레이션 방법에 있어서,
    상기 시뮬레이터 제어부가 가상발사체모듈을 실행하고, 상기 시뮬레이터가 구성모듈을 로딩하는 단계;
    상기 시뮬레이터가 상기 지상제어시스템으로부터 상기 가상 발사체 모듈을 제어하기 위한 스위칭제어신호와 정밀제어신호를 수신하여 상기 시뮬레이터 제어부로 출력하는 단계;
    상기 시뮬레이터 제어부가 상기 스위칭제어신호, 상기 정밀제어신호 및 상기 가상발사체모듈을 이용하여 스위칭결과신호, 정밀제어결과신호 및 측정결과신호를 상기 시뮬레이터로 출력하는 단계;
    상기 시뮬레이터가 상기 스위칭결과신호, 상기 정밀제어결과신호 및 상기 측정결과신호를 처리하여 상기 지상제어시스템으로 출력하는 단계; 및
    상기 지상제어시스템이 처리된 신호를 바탕으로 다시 스위칭 제어신호 및 정밀제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 발사체 시뮬레이션 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 제어부는 상기 스위칭결과신호, 상기 정밀제어결과신호 및 상기 측정결과신호를 처리할 상기 시뮬레이터의 해당 처리 모듈에 대한 신호의 종류 정보를 더 출력하며,
    상기 시뮬레이터는 상기 신호의 종류 정보와 상기 구성모듈에 담긴 정보를 비교하여 상기 스위칭결과신호, 상기 정밀제어결과신호 및 상기 측정결과신호를 해당 처리 모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 가상발사체모듈은,
    상기 스위칭제어신호에 따라 변하는 가상발사체 제어항목의 상태에 해당하는 신호를 입력받아 논리연산하여 이벤트제어신호를 출력하는 논리연산모듈;
    상기 이벤트제어신호, 상기 정밀제어신호를 입력받고 특정 조건 및 설정값 하에서 해당 가상 동작을 수행하여 상기 스위칭결과신호 및 상기 정밀제어결과신호를 출력하는 가상동작모듈; 및
    상기 가상동작모듈로부터 출력된 스위칭결과신호와 정밀제어결과신호에 따른 가상센서의 출력값을 계산하여 측정결과신호를 출력하는 가상센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발사체 시뮬레이션 방법.
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