Устройство для обучения операторов

Устройство для обучения операторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к техническим средствам подготовки операторов систем управления и может быть использовано для практического обучения операторов на тренажерах.

Известно устройство для обучения операторов по авт. св. СССР №320833, G 09 В 9/00, 1986, содержащее регистр адреса, блок памяти, регистр микрокоманды, блок сравнения, пульт оператора, счетчик, элемент И, элементы ИЛИ, блок давления, регистр числа и блок памяти.

Недостатком данного устройства является узкий перечень решаемых задач обучения, направленных лишь на обучение устранению неисправностей, что обуславливает относительно невысокую дидактическую способность устройства.

Известно устройство для обучения операторов, содержащее регистр адреса (микрокоманды), блок памяти, регистр микрокоманды, панель органов индикации, выполненную в виде информационного табло, панель органов управления, выполненную в виде блока ввода ответных действий оператора, два блока сравнения, три элемента ИЛИ, генератор, элементы задержки, счетчик, триггер и блок звуковой сигнализации (см. авт. св. СССР №1437897, G 09 В 9/00, 1988).

Однако данное устройство имеет узкую область применения, поскольку на этапе отработки навыков пооперационной своевременной деятельности частое включение звуковой сигнализации не позволяет закрепить навыки при отработке оператором сложных алгоритмов управления, имеющих место в современных автоматизированных системах управления (АСУ).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототипом) является устройство для обучения операторов (см. патент РФ №2011229, 5 G 09 В 9/00, 1994, бюл.7), содержащее блок задания программы обучения, блок ответных действий оператора, стартовый, главный и установочный элементы ИЛИ, элемент задержки, главный и ответный блоки сравнения, блоки стартовых и опросных элементов И, регистр числа, стартовый и главный счетчики, дешифратор, триггер, элемент И и табло, m≥2 информационных входов которого соединены с соответствующими m выходами дешифратора, m входов которого подключены к соответствующим m выходам блока опросных элементов И, m счетных входов которого соединены с соответствующими m выходами главного счетчика, установочный вход «Уст.«0» которого соединен с первым входом стартового элемента ИЛИ, вторым входом установочного элемента ИЛИ, первым входом главного элемента ИЛИ и является входом «Запуск» устройства, выход главного элемента ИЛИ подключен к счетному входу «Уст.«1» главного счетчика и первому управляющему входу блока задания программы обучения, m индикаторных выходов которого соединены с соответствующими m индикаторными входами табло, первый контрольный вход которого подключен к прямому выходу триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И и вторым контрольным входом табло, m информационных выходов блока задания программы обучения соединены с соответствующими m информационными входами главного блока сравнения, m ответных входов которого подключены к соответствующим m выходам блока ответных действий оператора, первый выход главного блока сравнения соединен с вторым входом стартового элемента ИЛИ и вторым управляющим входом блока задания программы обучения, второй выход главного блока сравнения подключен к второму входу главного элемента ИЛИ, входу элемента задержки и второму входу элемента И, выход которого соединен с счетным входом «Уст.«1» стартового счетчика, установочный вход «Уст.«0» которого подключен к выходу стартового элемента ИЛИ, выход элемента задержки соединен с управляющим входом регистра числа и с m информационными входами блока стартовых элементов И, m счетных входов которого соединены с соответствующими m выходами стартового счетчика, m выходов блока стартовых элементов И подключены к соответствующим m информационным входам ответного блока сравнения, m ответных входов которого соединены с соответствующими m выходами регистра числа, выход ответного блока сравнения подключен к первому входу установочного элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом триггера, сбрасывающий вход которого подключен к контрольному выходу блока задания программы обучения и к m информационным входам блока опросных элементов И.

В прототипе реализуется возможность более обоснованного принятия решения о переводе обучаемого с этапа «Упражнение» к этапу «Тренировка», тем самым осуществляется расширение дидактических возможностей и области применения устройства.

Однако прототип имеет недостаток - относительно низкую обоснованность оценивания правильности (безошибочности) действий оператора (обучаемого) при отработке сложных алгоритмов управления в условиях непрерывной динамики смены состояний объекта управления и с учетом влияющих факторов. Это связано с тем, что устройство-прототип не позволяет варьировать уровнем сложности обучения, не позволяет динамически корректировать разрешенное количество ошибок, допускаемых оператором (обучаемым) подряд при отработке различных, по важности и по уровню глубины воздействий, этапов сложных алгоритмов управления. В устройстве-прототипе оценивание действий обучаемого осуществляется на основе заранее заданного числа допустимых ошибок (заранее заданных границ правильных решений), что исключает применение прототипа для обоснованного и динамического анализа правильности (безошибочности) действий обучаемого при отработке сложных алгоритмов управления в реальных условиях, когда в динамике функционирования автоматизированных систем управления (АСУ) объективно изменяются во времени не только параметры объекта управления и окружающей среды, но и требования к качеству управления [1-8].

Под «обоснованностью» оценивания правильности (безошибочности) действий оператора понимается комплексное свойство результатов контроля действий обучаемого, характеризующее зависимость принятых им управленческих решений от уровня подготовленности оператора, от динамики изменения во времени параметров, режимов, моделей и методов управления, динамики внутренних и внешних воздействий, а также динамики изменения целей и задач управления, обусловленных конкретной управленческой ситуацией [1-4].

Данное устройство для обучения операторов (устройство-прототип) позволяет анализировать действия оператора с раз и навсегда заданными пороговыми значениями (границами) безошибочности, в то время как большое количество процессов, реально протекающих в сложных АСУ, могут в динамике функционирования изменять пороговые значения своих состояний под влиянием управляющих воздействий или внешних факторов, что, в свою очередь, объективно требует от обучаемого принятия различных по качеству решений, некоторые из которых должны быть жестко безошибочными, а некоторые, несмотря на наличие ошибок, также могут быть признаны правильными. Помимо этого, устройство для обучения операторов предназначено для привития навыков обучаемым с различной начальной подготовкой, поэтому целесообразность постепенного (в динамике обучения) повышения уровня требований (снижения допустимого количества ошибок) в рамках обучения очевидна.

Целью предлагаемого изобретения является создание управляемого устройства для обучения операторов, обеспечивающего повышение обоснованности оценивания правильности (безошибочности) действий обучаемого при отработке задач операторами с различным уровнем подготовленности и в условиях, присущих реальному процессу функционирования АСУ - в условиях непрерывной динамики смены состояний объекта управления и с учетом влияющих факторов, устройства, способного анализировать действия оператора на основе динамически корректируемого количества разрешенных ошибок, допускаемых обучаемым подряд при отработке сложных алгоритмов управления.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для обучения операторов, содержащее блок задания программы обучения, блок ответных действий оператора, стартовый, главный и установочный элементы ИЛИ, элемент задержки, главный и ответный блоки сравнения, блоки стартовых и опросных элементов И, регистр числа, стартовый и главный счетчики, дешифратор, триггер, элемент И и табло, m≥2 информационных входов которого соединены с соответствующими m выходами дешифратора, m входов которого подключены к соответствующим m выходам блока опросных элементов И, m счетных входов которого соединены с соответствующими m выходами главного счетчика, установочный вход «Уст.«0» которого соединен с первым входом стартового элемента ИЛИ, вторым входом установочного элемента ИЛИ, первым входом главного элемента ИЛИ и является входом «Запуск» устройства, выход главного элемента ИЛИ подключен к счетному входу «Уст.«1» главного счетчика и первому управляющему входу блока задания программы обучения, m индикаторных выходов которого соединены с соответствующими m индикаторными входами табло, первый контрольный вход которого подключен к прямому выходу триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И и вторым контрольным входом табло, первый выход главного блока сравнения соединен с вторым входом стартового элемента ИЛИ и вторым управляющим входом блока задания программы обучения, второй выход главного блока сравнения подключен к второму входу главного элемента ИЛИ, входу элемента задержки и второму входу элемента И, выход которого соединен с счетным входом «Уст.«1» стартового счетчика, установочный вход «Уст.«0» которого подключен к выходу стартового элемента ИЛИ, выход элемента задержки соединен с управляющим входом регистра числа и с m информационными входами блока стартовых элементов И, m счетных входов которого соединены с соответствующими m выходами стартового счетчика, m выходов блока стартовых элементов И подключены к соответствующим m информационным входам ответного блока сравнения, m ответных входов которого соединены с соответствующими m выходами регистра числа, выход ответного блока сравнения подключен к первому входу установочного элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом триггера, сбрасывающий вход которого подключен к контрольному выходу блока задания программы обучения и к m информационным входам блока опросных элементов И, m выходов блока ответных действий оператора подключены к соответствующим m ответным входам главного блока сравнения, дополнительно введены блок коррекции требований и блок коррекции команд. При этом m индикаторных выходов блока коррекции команд подключены к соответствующим m индикаторным входам табло, m информационных выходов блока коррекции команд соединены с соответствующими m информационными входами главного блока сравнения, m информационных входов блока коррекции команд подключены к соответствующим m информационным выходам блока задания программы обучения, m контрольных входов блока коррекции команд соединены с соответствующими m контрольными выходами блока коррекции требований. Причем m корректирующих входов регистра числа подключены к соответствующим m корректирующим выходам блока коррекции требований, m входов которого являются соответствующими m входами «Коррекция» устройства.

Блок коррекции требований состоит из контроллера-регистратора и элемента хранения нового числа. При этом m выходов элемента хранения нового числа являются соответствующими m корректирующими выходами блока, m входов элемента хранения нового числа подключены к соответствующим m информационным выходам контроллера-регистратора, m контрольных выходов которого являются соответствующими m контрольными выходами блока, m входов контроллера-регистратора являются соответствующими m входами блока коррекции требований.

Блок коррекции команд состоит из элемента сравнения и регистра корректированной микрокоманды. При этом m информационных выходов регистра корректированной микрокоманды являются соответствующими m информационными выходами блока, m индикаторных выходов регистра корректированной микрокоманды являются соответствующими m индикаторными выходами блока, m входов регистра корректированной микрокоманды соединены с соответствующими m выходами элемента сравнения. Причем m контрольных входов элемента сравнения являются соответствующими m контрольными входами блока, m информационных входов элемента сравнения являются соответствующими m информационными входами блока коррекции команд.

Регистр числа состоит из элемента сравнения и элемента хранения. Управляющий вход элемента хранения является управляющим входом регистра числа, m выходов элемента хранения являются соответствующими m выходами регистра числа, m корректирующих входов элемента хранения подключены к соответствующим m выходам элемента сравнения, m корректирующих входов которого являются соответствующими m корректирующими входами регистра числа.

Благодаря новой совокупности существенных признаков, за счет введения блока коррекции требований и блока коррекции команд, обеспечивающих, соответственно, динамическую коррекцию количества разрешенных ошибок, допускаемых обучаемым подряд, и динамическую коррекцию микрокоманд, в заявленном управляемом устройстве достигается возможность анализировать действия оператора с различным уровнем подготовленности и в условиях объективно изменяющихся во времени пороговых значений (границ) безошибочности управления - в условиях непрерывной динамики смены состояний объекта управления и с учетом влияющих факторов, обуславливающая повышение обоснованности оценивания правильности (безошибочности) действий обучаемого при отработке сложных алгоритмов управления.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых представлены:

на фиг.1 - структурная схема устройства для обучения операторов;

на фиг.2 - структурная схема блока коррекции требований;

на фиг.3 - структурная схема блока коррекции команд;

на фиг.4 - структурная схема регистра числа;

на фиг.5 - структурная схема блока задания программы обучения;

на фиг.6 - структурная схема блока стартовых элементов И;

на фиг.7 - структурная схема блока опросных элементов И.

Устройство для обучения операторов, изображенное на фиг.1, состоит из блока задания программы обучения 1, блока ответных действий оператора 2, стартового 7, главного 13 и установочного 18 элементов ИЛИ, элемента задержки 21, главного 3 и ответного 19 блоков сравнения, блоков стартовых 8 и опросных 10 элементов И, регистра числа 20, стартового 6 и главного 11 счетчиков, дешифратора 12, триггера 9, элемента И 5, блока коррекции требований 22, блока коррекции команд 23 и табло 4, m≥2 информационных входов 44₁-44_m которого соединены с соответствующими m выходами 121₁-121_m дешифратора 12, m входов 122₁-122_m которого подключены к соответствующим m выходам 103₁-103_m блока опросных элементов И 10, m счетных входов 101₁-101_m которого соединены с соответствующими m выходами 111₁-111_m главного счетчика 11, установочный вход «Уст.«0» которого соединен с первым входом 71 стартового элемента ИЛИ 7, вторым входом 182 установочного элемента ИЛИ 18, первым входом 131 главного элемента ИЛИ 13 и является входом «Запуск» устройства. Выход 133 главного элемента ИЛИ 13 подключен к счетному входу «Уст.«1» главного счетчика 11 и первому управляющему входу 013 блока задания программы обучения 1, m индикаторных выходов 011₁-011_m которого соединены с соответствующими m индикаторными входами 43₁-43_m табло 4. Первый контрольный вход 41 табло 4 подключен к прямому выходу 91 триггера 9, инверсный выход 92 которого соединен с первым входом 51 элемента И 5 и вторым контрольным входом 42 табло 4, первый выход 33 главного блока сравнения 3 соединен с вторым входом 72 стартового элемента ИЛИ 7 и вторым управляющим входом 014 блока задания программы обучения 1, второй выход 34 главного блока сравнения 3 подключен к второму входу 132 главного элемента ИЛИ 13, входу 211 элемента задержки 21 и второму входу 52 элемента И 5, выход 53 которого соединен с счетным входом «Уст.«1» стартового счетчика 6, установочный вход «Уст.«0» которого подключен к выходу 73 стартового элемента ИЛИ 7. Выход 212 элемента задержки 21 соединен с управляющим входом 201 регистра числа 20 и с m информационными входами 82₁-82_m блока стартовых элементов И 8, m счетных входов 81₁-81_m которого соединены с соответствующими m выходами 61₁-61_m стартового счетчика 6, m выходов 83₁-83_m блока стартовых элементов И 8 подключены к соответствующим m информационным входам 191₁-191_m ответного блока сравнения 19, m ответных входов 192₁-192_m которого соединены с соответствующими m выходами 202₁-202_m регистра числа 20. Выход 193 ответного блока сравнения 19 подключен к первому входу 181 установочного элемента ИЛИ 18, выход 183 которого соединен с установочным входом 93 триггера 9, сбрасывающий вход 94 которого подключен к контрольному выходу 015 блока задания программы обучения 1 и к m информационным входам 102₁-102_m блока опросных элементов И 10, m выходов 021₁-021_m блока ответных действий оператора 2 подключены к соответствующим m ответным входам 31₁-31_m главного блока сравнения 3. При этом m индикаторных выходов 232₁-232_m блока коррекции команд 23 подключены к соответствующим m индикаторным входам 43₁-43_m табло 4, m информационных выходов 233₁-233_m блока коррекции команд 23 соединены с соответствующими m информационными входами 32₁-32_m главного блока сравнения 3, m информационных входов 231₁-231_m блока коррекции команд 23 подключены к соответствующим m информационным выходам 012₁-012_m блока задания программы обучения 1, m контрольных входов 234₁-234_m блока коррекции команд 23 соединены с соответствующими m контрольными выходами 222₁-222_m блока коррекции требований 22. Причем m корректирующих входов 203₁-203_m регистра числа 20 подключены к соответствующим m корректирующим выходам 223₁-223_m блока коррекции требований 22, m входов 221₁-221_m которого являются соответствующими m(K₁-K_m) входами «Коррекция» устройства.

Число «m, (m≥2)» (входов, выходов, элементов И, счетчиков и т.п.) определяется в соответствии с необходимой и достаточной для обучения операторов степенью детализации (полноты) идентификации состояний системы управления и, как правило, составляет от 2 (двух) до 20 (двадцати).

Блок коррекции требований 22 (фиг.2) предназначен для динамической коррекции количества разрешенных ошибок, допускаемых обучаемым подряд при отработке сложных алгоритмов управления.

Блок коррекции требований 22 состоит из контроллера-регистратора 22.1 и элемента хранения нового числа 22.2. При этом m выходов 22.2-2₁-22.2-2_m элемента хранения нового числа 22.2 являются соответствующими m корректирующими выходами 223₁-223_m блока 22, m входов 22.2-1₁-22.2-1_m элемента хранения нового числа 22.2 подключены к соответствующим m информационным выходам 22.1-3₁-22.1-3₁ контроллера-регистратора 22.1, m контрольных выходов 22.1-2₁-22.1-2_m которого являются соответствующими m контрольными выходами 222₁-222_m блока 22, m входов 22.1-1₁-22.1-1_m контроллера-регистратора 22.1 являются соответствующими m входами 221₁-221_m блока коррекции требований 22.

Контроллер-регистратор 22.1 блока коррекции требований 22 предназначен для контроля и регистрации в двоичном коде нового, вводимого в динамике управления обучением оператора, количества разрешенных ошибок, допускаемых обучаемым подряд при отработке сложных алгоритмов управления. Контроллер-регистратор 22.1 может быть технически реализован в виде серийно выпускаемого сдвигающего регистра для сдвига влево, как показано в литературе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.158-160, рис.5.28(б)].

Элемент хранения нового числа 22.2 блока коррекции требований 22 предназначен для записи и хранения в двоичном коде нового, вводимого в динамике управления обучением оператора, количества разрешенных ошибок, допускаемых обучаемым подряд при отработке сложных алгоритмов управления. Элемент хранения нового числа 22.2 может быть технически реализован в виде обычного запоминающего устройства на базе типового регистра сдвига с последовательным вводом и выводом информации, описанного в [Быстров Ю.А., Великсон Я.М., Вогман В.Д. и др. Электроника: Справочная книга/ Под ред. Быстрова Ю.А. - СПб.: Энергоатомиздат, 1996. С.291-292, рис.6.7].

Блок коррекции команд 23 (фиг.3) предназначен для динамической коррекции микрокоманд обучения в соответствии с новым, вводимым в динамике управления обучением оператора, количеством разрешенных ошибок.

Блок коррекции команд 23 состоит из элемента сравнения 23.1 и регистра корректированной микрокоманды 23.2. При этом m информационных выходов 23.2-3₁-23.2-3_m регистра корректированной микрокоманды 23.2 являются соответствующими m информационными выходами 233₁-233_m блока 23, m индикаторных выходов 23.2-2₁-23.2-2_m регистра корректированной микрокоманды 23.2 являются соответствующими m индикаторными выходами 232₁-232_m блока 23, m входов 23.2-1₁-23.2-1_m регистра корректированной микрокоманды 23.2 соединены с соответствующими m выходами 23.1-3₁-23.1-3_m элемента сравнения 23.1. Причем m контрольных входов 23.1-2₁-23.1-2_m элемента сравнения 23.1 являются соответствующими m контрольными входами 234₁-234_m блока 23, m информационных входов 23.1-1₁-23.1-1_m элемента сравнения 23.1 являются соответствующими m информационными входами 231₁-231_m блока коррекции команд 23.

Элемент сравнения 23.1 блока коррекции команд 23 предназначен для проверки соответствия кода, характеризующего допустимое число ошибок в рамках действующей микрокоманды обучения, и кода, характеризующего новое, вводимое в динамике управления процессом обучения оператора, количество разрешенных ошибок, допускаемых обучаемым подряд при отработке сложных алгоритмов управления. Техническая реализация элемента сравнения 23.1 возможна на основе серийно выпускаемого узла сравнения (цифрового компаратора), описанного в литературе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.149-152, рис.5.19].

Регистр корректированной микрокоманды 23.2 блока коррекции команд 23 предназначен как для записи, хранения и считывания в двоичном коде содержания очередной микрокоманды (микрооперации) алгоритма управления, не подвергшейся преобразованию, так и для динамической коррекции, хранения и считывания новых микрокоманд обучения, соответствующих новому, вводимому в динамике управления обучением оператора, количеству разрешенных ошибок. Регистр корректированной микрокоманды 23.2 может быть реализован на базе серийно выпускаемого реверсивного сдвигающего регистра для сдвига вправо (на JK-триггерах в режиме RS-триггеров), как показано в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.158-160, рис.5.28(а)].

Регистр числа 20 (фиг.4) предназначен для сравнения изначального и вновь вводимого допустимого числа ошибок, их записи и хранения.

Регистр числа 20 состоит из элемента сравнения 20.1 и элемента хранения 20.2. Управляющий вход 20.2-1 элемента хранения 20.2 является управляющим входом 201 регистра числа 20, m выходов 20.2-2₁-20.2-2_m элемента хранения 20.2 являются соответствующими m выходами 202₁-202_m регистра числа 20, m корректирующих входов 20.2-3₁-20.2-3_m элемента хранения 20.2 подключены к соответствующим m выходам 20.1-2₁-20.1-2_m элемента сравнения 20.1, m корректирующих входов 20.1-1₁-20.1-1_m которого являются соответствующими m корректирующими входами 203₁-203_m регистра числа 20.

Элемент сравнения 20.1 регистра числа 20 предназначен для сравнения ранее введенного (записанного) допустимого числа ошибок с новым, вводимым в динамике управления обучением оператора, количеством разрешенных ошибок. Элемент сравнения 20.1 может быть реализован технически на базе серийно выпускаемого узла сравнения (цифрового компаратора), как показано в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.149-152, рис.5.19].

Элемент хранения 20.2 регистра числа 20 предназначен для записи и хранения допустимого числа ошибок. Элемент хранения 20.2 может быть технически реализован в виде серийно выпускаемого регистра хранения на D-триггерах, описанного в литературе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.156-158, рис.5.27].

Блок задания программы обучения 1, входящий в общую структурную схему и изображенный на фиг.5, предназначен для записи и хранения неизменяемых параметров алгоритма управления, отрабатываемого человеком-оператором. Схема блока задания программы обучения 1 и принцип его действия известны и подробно описаны в прототипе (см. патент РФ №2011229, 5 G 09 В 9/00, 1994, бюл.7).

Блок ответных действий оператора 2, входящий в общую структурную схему, предназначен для набора (формирования) оператором кода управляющего воздействия и передачи сформированного сигнала для проверки в соответствии с алгоритмом обучения. Блок ответных действий оператора 2 представляет собой типовую клавиатуру, которая в традиционном сочетании с панелью индикации 14 табло 4 (экраном, монитором) является физической моделью пульта оператора реальной АСУ. Структурная схема и принцип действия блока ответных действий оператора 2 известны и описаны, например, в прототипе (см. патент РФ №2011229, 5 G 09 В 9/00, 1994, бюл.7).

Главный блок сравнения 3, входящий в общую структурную схему, предназначен для оценки безошибочности сформированного оператором управляющего воздействия. Главный блок сравнения 3 представляет собой цифровой узел сравнения и может быть технически реализован в виде серийно выпускаемого узла сравнения (цифрового компаратора), как показано в работе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.149-152, рис.5.19].

Табло 4, входящее в общую структурную схему, предназначено для индикации (визуализации в интересах обучаемого) состояния алгоритма управления, режима обучения (упражнение либо тренировка) и номера тренировки, на которой обучаемому удается завершить алгоритм управления без ошибок. Табло 4 состоит из объединенных в едином корпусе панели индикации 14, транспаранта «Упражнение» 15, транспаранта «Тренировка» 16 и индикатора номера тренировки 17. Состав элементов табло 4, их взаимосвязь и принцип их действия известны и подробно описаны в прототипе (см. патент РФ №2011229, 5 G 09 В 9/00, 1994, бюл.7).

Элемент И 5, входящий в общую структурную схему, предназначен для регистрации ошибок оператора и коммутации счетного входа «Уст.«1» стартового счетчика 6 в интересах подсчета ошибок оператора. Элемент И 5 может быть технически реализован на основе серийно выпускаемого элемента И, описанного в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.13-14, рис.1.2].

Стартовый счетчик 6, входящий в общую структурную схему, предназначен для подсчета числа ошибок, допущенных подряд на этапе тренировки оператора. Частный случай технической реализации стартового счетчика 6 описан в [Соботка З., Стары Я. Микропроцессорные системы. - М.: Энергоиздат, 1981. С.96-100].

Стартовый элемент ИЛИ 7, входящий в общую структурную схему, предназначен для объединения сигналов на установочный вход «Уст.«0» стартового счетчика 6 для его обнуления с началом обучения - с внешнего входа «Запуск» устройства и в случае безошибочного выполнения текущей операции - с первого выхода 33 главного блока сравнения 3. Стартовый элемент ИЛИ 7 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого элемента ИЛИ, подробно описанного в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.24-26, рис.1.7].

Блоки стартовых 8 и опросных 10 элементов И (фиг.6 и 7 соответственно), входящие в общую структурную схему, идентичны, a m однотипных элементов И (8.1₁-8.1_m и 10.1₁-10.1_m соответственно), входящих в состав блоков стартовых 8 и опросных 10 элементов И, выполняют функции коммутирующих элементов при опросе содержимого соответственно стартового 6 и главного 11 счетчиков. Структура блоков стартовых 8 и опросных 10 элементов И известна, описана в прототипе (см. патент РФ №2011229, 5 G 09 В 9/00, 1994, бюл.7) и проиллюстрирована на фиг.6 и 7, а элементы И (8.1₁-8.1_m и 10.1₁-10.1_m), входящие в состав этих блоков, реализуются в виде известных и описанных в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.13-14, рис.1.2].

Триггер 9, входящий в общую структурную схему, предназначен для управления засветкой транспаранта «Упражнение» 15 или транспаранта «Тренировка» 16 табло 4 в соответствующем режиме обучения. Триггер 9 может быть технически реализован в виде серийно выпускаемого одноступенчатого триггера с коллекторно-базовыми связями, как показано в работе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.72-73, рис.3.2(б)].

Главный счетчик 11, входящий в общую структурную схему, предназначен для подсчета числа попыток, затраченных обучаемым до первого безошибочного выполнения алгоритма управления. Главный счетчик 11 может быть технически реализован в виде двоичного счетчика с последовательным переносом на Т-триггерах, как описано в литературе [Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. - M.: Высшая школа, 1987. С.138-141, рис.9.1.].

Дешифратор 12, входящий в общую структурную схему, предназначен для преобразования двоичного кода содержимого главного счетчика 11 в десятичный код в интересах представления (визуализации, показа) обучаемому номера попытки с помощью индикатора номера тренировки 17 табло 4. Дешифратор 12 может быть технически реализован в виде серийно выпускаемого дешифратора, описанного в книге [Богданович М.И., Грель И.Н., Прохоренко В.А. и др. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник. - Минск: Беларусь, 1991. С.432-436, рис.4.46].

Главный элемент ИЛИ 13, входящий в общую структурную схему, предназначен для объединения первого управляющего входа 013 блока задания программы обучения 1 с внешним входом «Запуск» устройства и вторым выходом 34 главного блока сравнения 3 для инициализации начала новой тренировки после включения устройства или совершения обучаемым ошибки. Главный элемент ИЛИ 13 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого элемента ИЛИ, подробно описанного в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.24-26, рис.1.7].

Установочный элемент ИЛИ 18, входящий в общую структурную схему, предназначен для объединения внешнего входа «Запуск» устройства с выходом 193 ответного блока сравнения 19 в интересах перевода триггера 9 в единичное состояние и введения режима «Упражнение». Установочный элемент ИЛИ 18 реализуется в виде типового элемента ИЛИ, описанного в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.24-26, рис.1.7].

Ответный блок сравнения 19, входящий в общую структурную схему, предназначен для сравнения числа ошибок, которые сделал обучаемый, с допустимым числом ошибок. Ответный блок сравнения 19 может быть технически реализован в виде серийно выпускаемого узла сравнения (цифрового компаратора), описанного в [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.149-152, рис.5.19].

Элемент задержки 21, входящий в общую структурную схему, предназначен для синхронизации моментов считывания информации с элементов И, входящих в состав блока стартовых элементов И 8, и из регистра числа 20 в ответный блок сравнения 19. Частным случаем технической реализации элемента задержки 21 может служить синхронный триггер задержки (D-триггер), структурная схема и принцип действия которого описаны в работе [Гусев В.В., Лебедев О.Н., Сидоров А.М. Основы импульсной и цифровой техники. - СПб.: СПВВИУС, 1995. С.89-91, рис.3.14].

Устройство для обучения операторов функционирует следующим образом. Известно [1-8], что с точки зрения повышения обоснованности оценивания правильности (безошибочности) действий оператора (обучаемого) при отработке сложных алгоритмов управления существует возможность варьировать уровнем сложности обучения. Эта возможность реализуется на основе принципа динамической коррекции разрешенного количества ошибок, допускаемых оператором (обучаемым) подряд при отработке различных (по важности и по уровню глубины воздействий) этапов сложных алгоритмов управления.

Очевидно, что при отработке сложных алгоритмов управления в реальных условиях, когда в динамике функционирования АСУ объективно изменяются во времени не только параметры объекта управления и окружающей среды, но и требования к качеству управления, довольно сложно обоснованно оценить подготовленность (правильность действий) оператора. В данных условиях затруднен обоснованный контроль действий обучаемого, затруднен анализ зависимости принятых им управленческих решений от уровня подготовленности оператора, от динамики изменения во времени параметров, режимов, моделей и методов управления, динамики внутренних и внешних воздействий, а также динамики изменения целей и задач управления, обусловленных конкретной управленческой ситуацией.

Анализ работ [1-8], посвященных алгоритмам и принципам управления сложными техническими системами, позволяет сделать вывод о возможности реализации процедур повышения обоснованности оценивания правильности (безошибочности) действий обучаемого на основе технической реализации принципа динамической коррекции разрешенного количества ошибок, допускаемых оператором (обучаемым) в условиях непрерывной динамики смены состояний объекта управления и с учетом влияющих факторов.

Построение управляемого устройства для обучения операторов на основе предложенного принципа работы позволяет получить преимущество перед прототипом, обеспечивая способность более обоснованно анализировать действия оператора при управлении процессами, реально протекающими в сложных АСУ [2, 3, 8], процессами, которые могут в динамике функционирования объекта управления изменять пороговые значения своих состояний под влиянием управляющих воздействий или внешних факторов.

Техническая реализация принципа динамической коррекции разрешенного количества ошибок в заявленном устройстве осуществлена путем введения внешнего динамического управления процессом обучения (в заявленном устройстве - входы «Коррекция» устройства) и введения динамической коррекции числа допустимых ошибок и алгоритмов управления (в заявленном устройстве реализована в рамках блока коррекции требований 22 и блока коррекции команд 23).

С учетом этого осуществляется более обоснованное оценивание правильности (безошибочности) действий обучаемого в заявленном устройстве. С включением устройства двоичный сигнал «1» (единица) с входа «Запуск» поступает на второй вход 182 установочного элемента ИЛИ 18, через первый вход 71 стартового элемента ИЛИ 7 на установочный вход «Уст.«0» стартового счетчика 6, на установочный вход «Уст.«0» главного счетчика 11 и на первый вход 131 главного элемента ИЛИ 13, с выхода 133 которого он подается на счетный вход «Уст.«1» главного счетчика 11, записывая в нем «1» (единицу), и через пер