Устройство обучения операторов систем управления Советский патент 1986 года по МПК G09B9/00 

тора, а второй выход коммутатора связан с входами второй серии линий задержки, выходом связанных с соотИзобретение относится к эргономи ,ке, в .частности, к устройствам обучения операторов,.выполняющих функции обнаружения и распознавания объектов, принятия решения и слежения.

Цель изобретения - повьшение эффективности процесса обучения.

На фиг.1 приведена, блок-схема устройства; на фиг.2 - блок-схема имитатора информационных процессов.

Устройство обучения операторов содержит вычислительный блок 1, индикатор 2, блок 3 преобразования ручного управления,- имитатор 4 сигналов воздействия, узел 5 сравнения узел 6 эталонных импульсных переходных функций, формирователь 7 сигна- лов, блок 8 сравнения, программный блок 9, блок 10 отображения информации, блок 11 регистрации отклонений в процессе тренажа, имитатор 12 информационных процессовJ автокоррелятор 13, линии 14 задержки, узел 15 цифро-аналоговых преобразовате- Йей и интегратор 16, выходом соединённый со входом узла 6 эталонных импульсных переходных функций, а вход интегратора 16 связан с выходом цифро-аналогового преобразова- теля 15, вход которого соединен с выходом автокоррелятора 13, первым входом подключенного к первому вход имитатора 12 информационных процессов, к третьему выходу программного блока 9 и ко входу линии 14 задержки, связанной выходом с вторым входом автокоррелятор а 13,. при этом втрой вход имитатора 12 информационных процессов .связан с выходом имитатора 4 сигналов воздействияj а четвертый выход программного блока 9 связан с третьим входом имитатора 12 информационных процессов, первый выход которого соединен с вторым входом вычислительного блока 9, а второй выход имитатора 12 информационных процессов связан с вторым

ветствующими входами второго умножителя, выход которого соединен с входом второго интегратора.

входом формирователя 7 сигналов и с первым входом индикатора 2, причем четвертый вход имитатора 12 информационных процессов соединен

с первым входом вычислительного блока 1 и с первым выходом блока 3 преобразования ручного управления.

Имитатор 12 информационных процес- сов содержит линии 17,- 17 за-

держки, умножители 18j- 18„, интеграторы 19,- 19f, и коммутатор 20, первый выход которого.связан с входами первой серии линии 17,- 17„ задержки, выходом связанных с соответствующими входами первого умножителя 18, выход которого соединен с входом первого интегратора 19л, а второй выход коммутатора связан с входами второй серии линий 11 17 задержки, выходом связанных с соответствующими входами второго умножителя 182, выход которого соединен со входом.второго интегратора 19г.

После включения устройство обучения операторов работает следующим образом.

Посредством узлов 17-19 имитатора 12 воспроизводится информационная модель текущего состояния

динамики - объект тренажа, а с помощью коммутатора 20 осуществляется подача выходных сигналов имитатора 4 на вход индикатора 2, когда опера °Р работает по жесткой программе, либо адресует сигналы, поступившие с выходов программного блока 9 на входы узла 17 линий задержек, когда оператор осуществляет эвристическую деятельность.

Для совершенствования и контроля характеристик оператора, работа которого протекает в человеко-машинной системе по жесткой программе, то есть в соответствии с положениями инструкции, в программном блоке 9 гарантируется соответствующая программа деятельности оператора

Сигналы с первого выхода программного блока 9 поступают на вход имитатора 4 сигналов воздействия, где они дешифрируются, и с его выхода подаются на один из входов имитатора 12 информационных процессов. Последний вьфабатывает сигналы реакции, которые с первого выхода поступают на первые входы формирователя 7 сигналов и индикатора 2, где и предъявляются оператору путем отображения и сигнализации.

Оператор в соответствии с полученной информацией на индикаторе 2 воздействует на органы ручного управления блока 3, который вырабатывает сигналы управляющих воздействий, поступающие на первый вход имитатора 12 информационных процессов и второй вход формирователя 7 сигналов.

Сигналы, поступившие на входы формирователя 7 сигналов с выходов имитатора 12 информационных процессов и блока 3 ручного управления, преобразуются в нем ро амплитуде и длительности для согласования режимов работы устройства обучения операторов.

Программа деятельности оператора, генерируемая программные блоком 9, представляет собою матрицу двоичных позиционных кодов. Каждая строка матрицы соответствует программе отработки той или иной задачи в зависимости от имитируемой ситуации. Каждый разряд строки соответствует номеру органа ручного управления блока 3.

Значение 1 предписывается разряду в случае задействования по программе в определенные моменты соответствующего органа ручного управления, а значение О - в случае его цеза- действования.

В программный блок 9 введена также программа последовательности отображения информации в соответствии с выбранной строкой матрицы и сигналом формирователя 7 сигналов. Коды задействованных строк матрицы с одного из выходов программного блока 9 переписываются в блок 8 сравнения, С выходов имитатора 12 сигналов воздействия и блока 3 ручного управления через формирователь 7 сигналов (по мере отработки оператором задачи) поступают злектрические сигналы, которые в блоке 8 сравниваются и тем самым выявляются излишние и недостающие сигналы, время поступления сигна лов (раньше, позже) с их программными значениями.

В случае отклонений сигналы отклонения передаются на один из входов блока 10 отображения информации, в котором производится преобразование кодов двоичных сигналов признаков строк и признаков отклонений в сигналы одноадресных кодов с последующей индикацией числа ошибочных действий оператора и своевременности их выполнения. Сигнал с выхода блока 8 сравнения поступает также на один

из входов блока 11 регистрации отклонений в процессе тренажа.

Для совершенствования и контроля характеристик эвристической деятельности оператора, например скорости

самообучаемости, в программный блок 9 введена соответствующая программа его деятельности, состоящая из двух программ. Первая из них предназначена для генерации начальных условий

объекта тренажа, а другая подпрограмма вносит изменения в начальные условия. Б устройстве обучения операторов функции объекта тренажа выполняет имитатор 12 информационных процессов.

Тренаж и контроль характеристик эвристической деятельности оператора, например его текущей скорости самообучаемости, производится следующим образом.

Программный блок 9 генерирует сигналы двоичной псевдослучайной последовательности, поступающие с его третьего выхо;: на один из входов имитатора 12 информационных процессов, на другой из входов которого подаются сигналы с четвертого выхода программного блока 9 для внесения изменений в начальные условия состояния объекта тренажа,,

в имитаторе 12 информационных процессов вырабатьгааются сигналы реакции в соответствии с поступившими сигналами с выходов программного блока 9. Сигналы реакции с выхода имитатора 12 информационных процессов, подеются на вторые входы вычисли тель- ного блока,1 и индикатора 2, где и предъявляются оператору путем визуализации и сигнализации,.

Оператор в соответствии с инфор- мацией, вынесенной на индикатор 2, воздействует на органы блока 3. ручного управления, где вырабатываются

сигналы управляющих воздействий, поступающие с его выхода на первый вход вычислительного блока 1 и на один из входов имитатора 12 информационных процессов. При этом сигналы, поступившие на первый и второй входы вычислительного блока 1, являются основой для количественной оценки значимости для оператора информации,, выносимой на индикатор 2. В вычисли 1:;эльном блоке 1 указанные сигналы перемножаются и ус- реднйются по времени. Усредненный по времени сигнал h (), представляющий собою произведение стимульно- го сигнала х (t - 2) и сигнала y(t) реакции оператора

h () ll(t)- X(t -), с выхода вычислительного блока 1 поступает на первый вход узла 5 сравнения, На другой вход последнего подаемся сигнал ) с выхода узла 6 эталонных импульсных переходных функций. Сигнал hgCt) также представляет собою усредненное по времени произведение стимуль- ного сигнала : (t -t) и сигнала ij,(t) реакции эталонного оператора. Кроме того, сигнал hg(t) характеризует количественно значимость для эталонного оператора информации выносимой на индикатор 2. j Значимость для эталонного оператора информации,-выносимой на индикатор 2, оценивается и формируется в предлагаемом устройстве обучения операторов следующим образом.

Сигла ты, генерируемые программным блоком 9, с его выходов одновременно, поступают на входы 12 имитатора информационных процессов и линии 14 задержки, а также на первый вход автокорелятора 13, на второй вход которого подается сигнал, прошедший через линию 14 задержки. В авто- кореляторе 13 указанные сигналы перемножаются и с его выхода сигнал (произведение сигналов х(t) x(t -f) поступает через узел 15 цифро-аналоговых преобразователей на интегратор 16. &ремя интегрирования сигнала поступившего на вход интегратора 16., выбирается с учетом времени реакции имитатора 12- информационных процессов на сигналы, подаваемые на его входы с выходов программного блока 9, и сигналу

h,(t) J (t).x(t -)-J1 ;

0

5

0

5

0

5

подаваемый с выхода интегратора 1б на вход эталонных импульсных переходных функций характеризует значимость стимульной информации для эталонного оператора.

Поступившие на входы узла 5 срав- нения сигналы (с выходов вычислительного блока 1 и узла 6 эталонных импульсных переходных функций сравниваются в нем по величине. Сигнал, равный разности сигналов h ().. - h,(1), h,(1)) - h (),

с выхода узла 5 сравнения поступает на вторые входы блока 10 отображения информации для индикации- отклонений в зависимости от значимости для оператора стимульной информации, выносимой на индикатор 2 и блока 11 регистрации отклонений в процессе тренажа.

Для контроля характеристики скорости самообучаемости оператора процедура тестирования проводится на двух временных интервал ах Т и 2Т соответственно. При этом генерация прохождение и обработка сигналов в устройстве аналогичны выше рассмотренной методике фиксации значимости для оператора стимульной информации.

Количественно текущая скорость самообучаемости оператора определяется из выражения

,(tl-h,

о

,,(

5

0

0 .где

-J -

h,()

скорость самообучаемости оператора;

эталонная импульсная переходная функция, характеризующая состояние эталонного оператора,

Ь((Г) - импульсная переходная функ- ция, характеризующая состояние оператора на временном интервале тестирования Т;

импульсная переходная функция, характеризующая состояние оператора на временном интервале тестирования 2Т.

h,X)

Предлагаемое техническое решение позволяет контролировать не только характеристики кратковременной и оперативной памяти, внимания, скорое71211792.8

ти сенсомоторной реакции, достаточ- рованной инструкциями,- но и харак- но точно характериз1тощи,е вид деятель- теристики эвристической деятельности, кости оператора, жестко регламенти- например скорости самообучаемости.

Фи.1

фиг.

ipofl. 7

Составитель В.Ермаков Редактор Л.Кастран Техред Т,ТуЛик Корректор И.Муска

Заказ 645/56 Тираж 456 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал гаш Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4