Тренажер оператора автоматизированных систем управления Советский патент 1983 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для профессионального отбора операторов.

Известен тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержавши блок управления, блок сравнения, датчик случайных событий, коммутаторы, блоки памяти, генератор тактовых импульсов, счетчики, элемент И и пульт ответов 1.

Недостатком известного устройства . является низкая эффективность исследования кратковременной памяти оператора, так как не учитываются процессы логического мышления и динамики принятия решений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий пульт оператора, выход которого подключен к первому входу .блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом блока регистрации, блок ввода этало юв, соединенный с генератором тактовых импульсов, триггер 1Ямитта и элемент ИЛИ 21.

Однако данный тренажер имеет невысокую точность оценки кратковременной памяти, так как при тренировке и профессиональном отборе используется только две альтернативы, что не позволяет более полно исследовать процессы интеллектуальной саморегуляции оператора, и обладает невысокой производительностью, так как

10 предъявляемая оператору детерминированная последовательность импульсов формируется вручную.

Целью изобретения является повышение точности тренажера за счет

15 использования п альтернатив и автоматизации ввода детерминированной последовательности импульсов.

Поставленная цель достиггается тем, что в тренажер оператора автоматизи20рованных систем управления, содержащий пульт оператора, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом блока регист25рации, блок ввода эталонов, соединенный с генератором тактовых импульсов, триггер 11митта и элемент . ИЛИ, введены датчик случайной последовательности импульсов, блок зада30ния, программы, блок совпадения, первый и второй входы которого подключены соответственно к датчику случайной последовательности импульсов и к блоку ввода эталонов, .а третий вход - к выходу элемента ИЛИ и к первому входу пульта оператора, второй вход которого соединен со вторым выходом, а третий - с третьим выходом блока сравнения, первый выход родключен к второму входу блока регистрации и к первому входу триггера Шмитта, а второй выход - к первому входу блока сравнения, первый выход триггера Шмитта подключен к второму входу блока сравнения, а второй выход - к первому входу блока задания программа, выход которого подключен к третьему и четвертому входам блока сравнения и к входам элемента ИЛИ-, а вход подключен к выходу блока совпадения.

Блок совпадения содержит группу элементов И и элемент НЕ, при этом первый и второй входы элементов И являются соответственно первым и вторым входами блока, третьи входы элементов и через элемент НЕ соединены с третьим входом блока, а выходы элементов И являются выходЬм блока.

Блок задания программы содержит группу кольцевых сдвигающих регистров, элемент ИЛИ, многопозиционные переключатели и группу элементов ИЛИ, при этом входы регистров объединены и подключены к выходам элементов ИЛИ, а выходы регистров через многопоэиционные переключатели соединены с. выходом блока, а входы элементов ИЛИ являются входом блока.

На чертеже представлена блок-схема тренажера оператора автоматизированных систем управления.

Тренажер содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого подключен к датчику 2 случайной последовательности импульсов и блоку 3 ввода эталонов, каждый из которых соединен с блоком 4 совпадений, выходы которого подключены к блоку 5 задания программы, соединенному с блоком 6 сравнения, связанному с пультом 7 оператора и блоком 8 регистрации. Объединенный выход пульта 7 оператора соединен с входом блока 8 регистрации и со входом триггера Шмитта 9, первый выход которого подключен к объединенному входу блока б сравнения, а второй - к входу блока 5 задания програмзиы, который через многовходовой элемент ИЛИ 10 связан с блоком совпадений 4 и пультом 7 оператора.

Блок 3 ввода эталонов, формиру- , щий совместно с датчиком 2 и блоком 4 совпадений алгоритм предъявения стимулов, состоит из кольцевого сдвигающего регистра 11 и многопозиционного переключателя 12.

Блок 4 совпадений, обеспечивающий случайное формирование детерминированной последовательности (алгоритма предъявляемых стимулов), со стоит из группы элементов И 13 и элемента НЕ 14.

Блок 5 задания программы, служащий для записи и хранения заданного .алгоритма детерминированной последовательности до конца цикла испытаний и задания числа альтернатив (числа используемых при ответах кнопок), содержит кольцевые сдвигающие регистры 15, многопозиционные переключатели 16, двухвходовые элементы ИЛИ 17 и многовходовой элемент ИЛИ 18.

Блок б сравнения, предназначенный для вьщеления правильных ответов по каждой альтернативе, состоит из первой группы двухвходовых элементов И 19, второй группы двухвходовых элементов И 20 и многовходового элемента ИЛИ 21.

Пульт 7 оператора имеет индикатор 22 Готовность, кнопки 23 ответов, индикаторы 24 альтернатив, генератор 25 одиночных импульсов и многовходовой элемент ИЛИ 26.

Блок 8 регистрации содержит счетчик 27 правильных ответов, делитель 28 с переменным коэффициентом деления и счетчик 29 числа циклов.

Триггер Шмитта9 работает по принципу ждущего мультивибратора, который при поступлении на вход короткого импульса с выхода пульта 7 оператора создает на первом выходе импульс заданной длительностиС 1-2 с) обеспечивающий, например, свечение индикаторов 24 в пульте, а при возвращении в исходное положение на втором выходе возникает короткий импульс (за счет подключения к выходу дифференцирующей цепи и диода), обеспечивающий сдвиг по кольцу в регистрах 15.

В тренажере число предъявляемых стимулов в детермированном алсоритме и число устанавливаемых альтернатив может изменяться от двух до п.

Работу с тренажером осуществляют следующим образом.

Сначала устанавливают переключатель 12 .блока 3 ввода эталонов в положение, соответствующее числу альтернатив или большее, переключатели 16 блока 5 задания программы и переключатель (на чертеже не показан) делителя 28 (определяющий коэффициент деления) в положение, соответствующее длине задаваемого алгоритма предъявляемых стимулов, например пятое. Число задаваемых альтернатив (кнопок, которыми оператор должен пользоваться при ответе) на данном цикле, например три, устанавливается включением трех переключателей 16 в пятое положение.

Испытуемый/нажимает кнопку Готовность (на чертеже не показана), устанавливйя в исходное состояние счетчики 27 и 29 и регистры 11 и 15. Таким образом стирается информация, записанная ранее. Включается генератор 1 и подает тактовые импульсы на вход датчика 2 случайной последовательности импульсов и вход записи кольцевого сдвигающего регистра 11, обеспечивая последовательное появлевне на каждом разряде регистра еди ичнoгo потенциала. Единичный потенциал последовательно подается на первые входы элементов И 13 блока 4 совпадений. При поступлении единицы с датчика 2 в одном из элементов И происходит совпадениеj так как на третий вход всех элементов И 13 поступает единица с выхода элемента НЕ 14.

С выхода элемента И 13, в котором происходит совпадение, единица через элемент ИЛИ 17 блока 5 задания програг пиы поступает на вход записи, а через элемент ИЛИ 18 - на тактовые входы всех регистров, в том числе и кольцевого сдвигающего регистра 15. В первый разряд регистра 15 записывается единица. В первые -разряды остальных задействованных регистров записи не происходит, так как на их информационных входах отсутствует единичный потенциал, с приходом следующего импульса с одного из выходов блока 4 совпадений единица с первого разряда регистра 15 переписывается во второй разряд и одновременно происходит запись единицы в первый разряд того регистра 15 на соответствующем элементе И 13 которого происходит совпадение единиц на входах. Запись алгоритма предъявляемых стимулов происходит до тех пор, пока на выходе переключателя: 16 одного из регистров 15 не появится единица (в этом примере после выдачи датчиком 2 пяти импульсов), Эта единица с выхода переключателя 16 поступает на первые входы элементов И 19 и 20 блока б сравнения и.на элемент ИЛИ 10. С выхода элемента ИЛИ 10 через элемент НЕ 14 на третьи входы элементов И 13 подается нулевой потенциал, предотвращающий прохождение импульсов через блок 4 совпадений. Одновременно единица с вы. хода элемента ИЛИ 10 поступает на индикатор 22 Готовность пульта 7 оператора, сигнализируя испытуемому о начале формирования заданного алгритма .

Оператор приступает к определению заданного алгоритма путем последовательных нажатий на одну из кнопок 23 ответов.

Если испытуемый правильно определяет предъявляемый стимул, т.е. нажимает на кнопку 23 ответа, то-импульс с выхода генератора 25 одиночных импульсов через кнопку 23 поступает на второй вход подключенного к ней элемента И 19 и через элемент ИЛИ 21 - в счетчик 27 числа правильных ответов блока 8 регистрации. Одновременно с выхода кнопки 23 импульс поступает через элемент ИЛИ 26 в делитель 28 и на вход триггера Шмитта 9, обеспечивая поступление импульса заданной длины (1-2 с) с первого выхода на вторые входы элементов М 20. Так как на; первом входе элемента И 20 имеется положительный (единичный) потенциал, то импульс с его выхода поступает на индикатор 24, сигнализируя испытуемому о правильном ответе. Через 1-2 с (в зависимости от регулировки) триггер Шлгатта 9 возвращается в исходное состояние и на его втором выходе появляется импульс, который через элемент ИЛИ 18 поступает на тактовые входы регистров 15, обеспечивая в регистрах 15 сдвиг по кольцу записанной информации. Теперь единичный потенциал подается с третьего регистра 15 на первые входы соединенных с ним элементов И 19 и 20, Одновременно первый индикатор 24 гаснет, сигнализируя испытуемомуо необходимости определения второго шага алгоритма.

Если оператор неправильно определяет предъявляемый стимул, например, при определении второго шага алгоритма нажимает не на ту кнопку, т.е. не на третью кнопку, а на вторую, то запись в счетчик 27 не произойдет, так как на первом входе подклю.ченного к второй кнопке 23 элемента И 19 сигнал: (единичный потенциал) отсутствует и импульс от генератора 25 при (неправильно , нажатой кнопке 23 не пройдет. Одновременно- с выхода этой кнопки 23 импульс поступает через элемент ИЛИ 26 в делитель 28 и на вход триггера Шмитта 9, обеспечивая поступление импульса с его первого выхода на вторые входы элементов И 20. Так как на первом входе третьего элемента И 20 имеется единичный потенциал, то импульс с его выхода поступает на третий индикатор 24, сигнализируя испытуемому, какой он должен избрать шаг алгоритма (какую он должен нажать кнопку 23 Затем триггер Шмитта возвращается в исходное положение и аналогично описанному производит сдвиг по кольцу информации, записанной в регистрах 15. Единичный потенциал подается со второго регистра 15 на первые входы подключенных к нему элементов И 19 и 20. Третий индикатор 24 гаснет сигнализируя оператору о необходимоети определения третьего шага алгори ма. Процесс повторяется. После каждого принятия решения (ответа) испытуемым с выхода элемен та ИЛИ 26 в делитель 28 поступает импульс, который один раз за цикл (в этом примере через пять шаговтактов) записывает единицу в счетчи 29 числа циклов. При полном совпадении алгоритма оператора с заданным, индикатор 22 Готовность гаснет, счетчик 27 чис ла правильных отображений показывае длину алгоритма, а счетчик 29 - чис ло циклов, за которое оператор опре деляет заданный алгоритм. В зависимости от показаний счетчика 29 числ циклов экспериментов оператор или з канчивает исследования, или увеличивает (уменьшает) длину алгоритма или число альтернатив, и продолжает исследования, повторяя все действия, аналогично описанному. Использование предлагаемого изобретения позволяет более точно определить кратковременную память и улучшить качество подбора операторов за счет более полного исследования процессов интеллектуальной саморегуляции, путем изменения числа задаваемых альтернатив (вначале задают две альтернативы, затем, по мере усвоения, три и т.д.). Применение в устройстве метода учения (тренировки) с коррекцией позволяет одновременно исследовать процессы кратковременной и долговременной памяти что, в свою очередь, также дает возможность повысить качество профессионального отбора и точность оценки профессиональной подготовленности операторов автоматизированных систем управления. Сокращение времени на подготовку устройства к работе за счет автоматизации ввода детерминированного алгоритма предъявляемых стимулов повышает производительность при исследованиях. Формула изобретения 1. Тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий пульт оператора, выход которого подключен к первому входу блока срав нения, первый выход которого соединен с первым входом блока регистрации. блок ввода эталонов, соединенный с генератором тактовых импульсов, триггер Шмитта и элемент ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности тренажера, в него введены датчик случайной последовательности импульсов, блок задания программы, блок совпадения, первый и второй входы которого подключены соответственно к датчику случайной последовательности импульсов .и к блоку ввода эталонов, а третий вход к выходу элемента ИЛИ и к первому входу пульта оператора, второй вход которого соединен со вторым выходом, а третий - с третьим выходом блока сравнения, первый выход подключен к второму входу блока регистрации и к первому входу триггера Шмитта, а второй выход - к первому входу блока сравнения, первый выход триггера Шмитта подключен к второму входу блока сравнения, а второй выход к первому входу блока задания программы, выход которого подключен к третьему и четвертому входам блока сравнения и к входам элемента ИЛИ, а вход подключен к выходу блока соврадения. 2.Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что блок совпаде- ния содержит группу элементов И и элемент НЕ, при этом первый и второй входы элементов И являются соответственно первым и вторым входами блока, третьи входы элементов И через элемент НЕ соединены с третьим входом блока, а выходы элементов И являются выходом блока. 3.Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что блок задания программы содержит группу кольцевых сдвигающих регистров, элемент ИЛИ, многопозиционные переключатели и группу элементов ИЛИ, при этом входы регистров объединены и подключены к выходам элементов ИЛИ, выходы регистров через многопозиционные переключатели соединены с выходом блока, а входы элементов ИЛИ являются входом блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 830505, кл. G 09 В 9/00, 1979, 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2927519/18-24, кл. G 09 В 9/00, 1980 (прототип).