Тренажер операторов

Тренажер операторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 09 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3464101/18-12 (22) 27.07.82 (46) 15.01.86. Бюл. ¹ 2 (72) К. А. Пупков, О, В, Андреев, И. Б.. Плетнев, Б. М, Пономарев, В. Л. Буйлов и В. В. Ветошкин (53) 681,136,51(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1029215, кл. G 09 В 9/00, 1982. (54)(57) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРОВ систем управления, содержащий блок.моделирования объекта тренажа, первый вход которого соединен с первым выходом программного блока, вторыми выходами связанного с первыми входами имитатора сигналов воздействия, второй вход которого через усилитель и фильтр нижних частот соединен с выходом модулятора, первым входом подключенного к выходу генератора шума, а вторым — к первому выходу узла принятия решения, вторым выходом связанного через узел отображения информации, узел памяти и дешифратор с первым выходом узла сравнения, вторым выходом связанного через узел сопряжения с узлом регистрации информации, третий выход программного блока соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого связан с выходом формнрователя, первый вход которого соединен через блок ручного управления с первым входом вычислительного блока и вторым входом блока моделирования объекта тренажа, третьи входы ко- . торого подключены к выходам имитатора сигналов воздействия, выход блока моделирования объекта тренажа соединен с первым входом сумматора, выходом связанного через индикатор с вторыми входами формирователя и вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом блока .сравнения, вторым входом связанного с выходом узла эталонных импульсных переходных функций, а выход блока сравнения соединен с входом узла принятия решения, и имитатор фоновых помех, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности тренажа, он имеет узел формирующих фильтров, коммутатор и. дешифратор, причем четвертый выход программного блока через дешифратор соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом имитатора фоновых помех, а выхо" коммутатора через узел формиру1 ас фильтров соединен с вторым входом сумматора, !

205166

Изобретение относится к тренажерам операторов систем управления и может быть использовано при обучении систем управления.

Цель изобретения — повышение эффективности тренажа.

На чертеже представлена блоксхема тренажера операторов систем управления.

Тренажер операторов систем ynsos равления:МЩержит блок:1 моделирования объекта тренаж генератор 2 шума,уусилитель З,-иьМтатор 4 сиг1 налов воздействия, имитатор 5 фоновых помех, сумматор 6 индикатор 7, блок 8 ручного управления, вычислительный блок 9, модулятор 10 фильтр 11 нижних частот, формирователь 12 сигналов„ программный блок

13, узел 14 сравнения, дешифратор

15, узел 16 памяти, узел 17 отображения информации, узел 18 эталонных импульсов переходных функций, узел

19 сравнения, узел 20 сопряжения, узел 21 регистрации информации, узел 22 принятия решения, узел 23 формирующих фильтров, коммутатор

24 и дешифратор 25 команд.

После включения тренажа операторов систем управления работает следующим образом.

Для совершенствования и контроля характеристик оператора как звена динамической системы на отдельных этапах в программном блоке 13 генерируется соответствующая программа деятельности оператора. Электрические сигналы в виде позиционных двоичных кодов с третьего выхода блока

13 поступают на третий вход имитатора 4 сигналов воздействия, где они дешифрируются, По результатам дешифрации вырабатывается определенное воздействие на объект тренажа, Электрический сигнал с третьего выхода имитатора 4 поступает на третий вход блока 1 моделирования объекта тренажа. Последний вырабатывает сигналы реакции, которые с его выхода через сумматор б подводятся на индикатор 7, где и предъявляются оператору путем сигнализации.

Оператор в соответствии с полученной информацией на индикаторе 7 воздействует на органы блока 8 ручного управления, который вырабатывает сигналы управляющих воздействий, поступающие на четвертый вход бло1О

t5

55 ка 1 моделирования объекта тренажа и на второй вход формирователя 12 сигналов, на первый вход последнего с выхода индикатора 7 поступают сигналы реакции объекта тренажа, В формирователе сигналов поступившие сигналы преобразуются по амплитуде и длительности для согласования режимов работы системы в целом.

Генерируемая программным блоком

13 программа деятельности оператора представляет собою матрицу позиционных двоичных кодов. Каждая строка матрицы соответствует программе отработки оператором той или иной задачи в зависимости от имитируемой ситуации и органу ручного управления блока 4, Значение "1" предписывается разряду в случае задействования соответствуюшего органа управления блока 4, а значение "О" — в случае его неэадействования,.

Для совершенствования и контроля характеристик эвристической деятельности оператора в программный блок

13 введена соответствующая программа его деятельности, Программа эвристической деятельности оператора состоит из трех подпрограмм. Первая из них предназначена для генерации сигналов, обусловлива- ющих начальные условия в состоянии динамики объекта тренажа, которые подаются на его первый вход с первого выхода программного блока 13. Вторая подпрограмма вносит изменения в начальные условия динамики объекта тренажа, имитируя тем самым особые условия работы системы или отказы каких-либо функциональных узлов объекта тренажа, Сигналы, генерируемые второй подпрограммой, с второго выхода программного блока 13 через имитатор сигналов воздействия 4 подаются на второй вход блока 1 моделирования объекта тренажа. Третья подпрограмма предназначена для зашумления сигналов реакции объекта тренажа тем или иным видом помех с тем, чтобы исследовать и оценить текущие психофизиологические возможности индивидуума по обнаружению и распознаванию образов в шумах, Контроль характеристик скорости адаптации и самообучаемости оператора производится следующим образом, Программный блок 13 генерирует сигнал двоичной псевдослучайной

1,205166

55 последовательности которая задает начальные условия в состоянии

I динамики объекта тренажа. С первого выхода программного блока 13 электрические сигналы данной последовательности поступают на первый вход блока 1 моделирования объекта тренажа, на второй вход которого че,рез имитатор сигналов воздействия с второго выхода. программного блока

13 подводятся сигналы, вносящие изменения в начальные условия состояния динамики объекта тренажа, Кроме того, для имитации воздействующих факторон внешней среды на сис" тему в целом используются сигналы, нырабатываемые генератором 2 шума и подводимые через модулятор 10, фильтр 11 нижних частот, усилитель

3 и имитатор 4 сигналов. воздействия на второй вход блока 1 моделирования объекта тренажа. Последний вырабатывает сигналы реакций, которые с его выхода подводятся через сумматор 6 на вход индикатора 7, где и предъявляются оператору путем отображения.и сигнализации. С выхода индикатора 6 эти сигналы поступают также на один из входов вычислительного блока 9.

Оператор н соответствии с полученной стимульной информацией воздействует на органы ручного управления блока 8, который вырабатывает сигналы управляющих воздействий, поступающие с его выходов на четвертый вход блока 1 моделирования объекта тренажа и на второй вход вычислительного блока 9, Поступившие с индикатора 7 и блока 8 ручного управления на входы вычислительного блока 9 сигналы являются основой для определения текущего состояния управляющих действий. оператора, которое в блоке 9 оценивается по следующему аналитическому соотношению, h,(.) — x,(t) у (t-".), где 11 (2) — импульсная переходнаяфункция, усредненная so времени и характеризующая текущее состояние ! управляющих действий оператора; х (t) — реакции оператора на

1 стимульные сигналы, снимаемые с выхода блока 8 ручного управления;

4 у(-(,) — стимульные сигналы, выносимые на индикатор 7; л (. — временные задержки.

Сигнал, представляющий собой произведение стимульного сигнала

y(t-Г) и реакции оператора х (1), с выхода вычислительного блока 9 поступает на первый вход второго узла 19 сравнения, на другой вход которого с выхода узла 18 эталонных импульсных переходных функций также поступает эталонный сигнал, представляющий собою произведение.стимульного сигнала y(t- ) и сигнала х (t) в

Э реакции эталонного оператора, Сигнал разности текущего. сигнала

Л, (") и эталонного Лт(а)

- а(т)-а,(т) у(о-;)-.а (т)у(а-.) с выхода узла 19 поступает на вход узла 22, н котором по величине h(i) выносится решение о соответствии текущего состояния управляющих действий индивидуума требуемому, а результат решения узла 22 отображается узлом 17а генерация, прохождение и обработка сигналов в тренажере для совершенствования и контроля характеристик скорости адаптации и самообучаемости оператора аналогична рассмотрен- ной вьппе методике по оценке его текущего состояния управляющих действий..

Для определения характеристик скорости адаптации и самообучаемости тестирование необходимо провести на

35 двух временных интервалах, используя подпрограммы эвристической деятельности оператора. н

Скорость адаптации (самообучаемости) оператора количественно опре40 деляется по следующей формуле: т

1(h,lñ) -h,() j Ê о (ИЛ,(т) - Л „(()1,): о ,где У " скорость адаптации (самообучаемости) оператора;

Т, 2Т - временные интервалы тес50 тирования оператора;

h (1,) — эталонная импульсная переходная функция;

11,, 2Т() — импульсные переходные функции, характеризующие текущее состояние управляющих действий оператора на временных интервалах Т, 2Т соответственно.

1205

Если текущая скорость адаптации оператора меньше требуемой, которая определяется величиной ьЧ=Ч,.-V где аЧ вЂ” величина несоответствия текущей скорости адаптации . индивидуума требуемой;

V — требуемая величина скорости т адаптации оператора;

V — фактическая величина скорости адаптации оператора, то сигнал величиной Ч подается.на один из входов модулятора 1О, вследствие чего результирующий сигнал, представляющий собой произведение сигналов возмущающей. среды и сигнала на выходе имитатора 4 сигналов воздействия соответствует требуемому уровню .воздействующих факторов-среды на систему.

Для исследования.и оценки психофизиологических. возможностей оператора по обнаружению и распознаванию образов в шумах используется. третья подпрограмма, с помощью которой программным блоком 13 генерируются командные сигналы на зашумление сигналов.реакции объекта тренажа конкретного вида помехой, поступающей с его пятого выхода через дешифратор 25 команд на один из входов коммутатора 24, на другой вход которого подводятся сигналы с выхода имитатора 5 фоновых помех, В коммутаторе 24 осуществляется выбор кон- 35 кретного вида помехового сигнала в соответствии с кодом командного сиг1бб нала. С выхода, коммутатора 24 помехо< вый сигнал поступает на вход узла 23„ формирующих фильтров, назначение которого состоит в формировании параметров помехового сигнала по величине интенсивности и частотного диапазона. Сформированный по величине интенсивности и частотному диапазону помеховый сигнал с выхода узла 23

;формирующих фильтров подается на один иэ входов сумматора б, на другой вход которого поступает сигнал реакций объекта тренажа. Зашумленный помехой сигнал с выхода сумматора 6.подводится на индикатор, где он визуализируется на экране дисплея (индикатор 7), Оператор и соответствии с полученной информацией на экране дисплея должен на фоне конкретного вида помехи распознать образ (сигнал реакций объекта тренажа) и с помощью органов ручного управления блока 8 реализовать его.

Одновременно сигналы с выходов индикатора 7 и блока 8 ручного управления поступают на первый и второй входы вычислительного блока 9, а также на четвертый вход блока 1 моделирования объекта тренажа, По поступившим на входы вычислительного блока

9 сигналам производится оценка пси-, хофизиологических возможностей оператора обнаруживать и распознавать образы., Использование изобретения повышает эффективность тренажа„

1205166

Составитель С. Алексанов

Редактор Л. Пчелинская Техред.О.Ващишина Корректор В. Синицкая

Заказ 1073 Тираж .456 Ноднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4