Обучающее устройство Советский патент 1986 года по МПК G09B9/00 

S1

Изобретение относится к эргономике, в частности к устройствам обучения операторов, работающих в контур управления недетерминированных чело веко-машинных систем, и может быть использовано в отраслях народно1 о хозяйства, проектирующих и эксплуатирующих недетерминированные чеповеко машинные системы,

Цель изобретения - расширение ди- дактических возможностей устройства с повышением эффективности процесса обучения и тренажа операторов недетерминированных человеко-машинных,

- --Г -систем путем введения объективной оценки меры индивидуальной трудности задачи, решаемой оператором.

На фиг. 1 представлена общая структура обучающего устройства; на фиг. 2-5 - схемы блоков устройства.

Обучающее устройство содержит блок 1 моделирования изучаемого объекта, имитатор 2 возмущающих воздействий, индикатор 3, блок 4 .

ручного управления,.вычислительный

блок 5, блок :6 регистрации и отображения результатов контроля, блок 7 ввода эталонов (эталонных импульсных переходных функций), блок S сранения, вычислительный блок 9, пред- назначенный для оценки меры индивидуальной трудности задачи, формировтель 10 импульсов, предназ.наченный для управления параметрами объекта тренажа, формирователь 11 кодов дво ной псевдослучайной последовательности и узел 12 цифроаналоговых преобразователей .

Блок 1 и формирователь 10 содержат сумматор, два интегрирующих зве на и два полупроводниковых шунта. Блок 5 содержит узел 13 памяти, узе 14 временных задержек, сдвигающий регистр 15, узел 16 сверток, распределитель 17 импульсов, узел 18 вычи -лений и узел 19 регистрации.

Имитатор 2 содержит узел 20 памяти, цифроаналоговый преобразователь 21, сумматор 22, фильтр 23 низкой частоты и генератор 24 шума. Блок 9 содержит узел 25 памяти, узел 26 временных задержек, сдвигающий регистр 27, узел 28 сверток, распределитель 29 импульсов, узел 30 вычислений, узел 3,1 регистрации и узел 32 сравнения.

После включения обучающее устройство работает следующим образом.

2

Для совершенствования и оценки характеристик деятельности оператора, работающего в контуре управления недетерминированной человеко-машинной системы, узел 20 вырабатывает кодо

5

0

5

30 35

вые сигналы, задающие начальные условия в состоянии объекта тренажа. Кодовые сигналы с выхода узла 20 через цифроаналоговый преобразователь 21 поступают на один из входов сумматора 22, на другой вход которого через фильтр 23 подаются сигналы с выхода генератора 24, с помощью которых имитируются вбздействующие факторы среды.

Результирующий сигнал с выхода сумматора 22 подводится на оддн из входов блока 1. Сигнал реакции блока 1 поступает на вход индикатора 3. Оператор в соответствии с информацией, вынесенной на табло индикатора 3, воздействует на органы блока 4. Сигналы с выхода последнего подаются на один из входов блока 1 и вычислительного блока 5. На другой вход последнего поступают сигналы с выхода имитатора 2. По поступившим сигналам на входы вычислительного блока 5 в нем выносится , количественна;я оценка текущего состояния управляющих деист- ВИЙ оператора в виде текущей импульсной переходной функции h (Т):

(t)y(t)x(t-t),

-Ct ) - импульсная переходная функция, усредненная по времени и характеризующая текущее состояние управляющих действий оператора; y(t) - сигналы, регистрируемые на

выходе блока 4; xCt-T). - сигналы, регистрируемые на

выходе имитатора 2; 1 - временные задержки.

40

50

55

Для оценки соответствия текущего состояния управляющих действий оператора требуемому состоянию сигналы h (t) импульсной переходной функции сравниваются в узел 8 с эталонными сигналами hg(t), генерируемыми блоком 7, Результирующий сигнал с выхода блока 8 .поступает на один из входов блока 6 для документирования и представления в визуальном виде инструктору.

Объективная оценка меры индивидуальной трудности решения оператором задачи в предлагаемом обучающем уст3

ройстве осуществляется следующим образом.

Сначала необходимо задать ту или иную меру инердионности объекта тренажа, используя для этой дели соот- ветстзующий генератор двоичной псевдослучайной последовательности формирователя 11, цифроаналоговьш преобразователь узла 12 и формирователь 10 и одновременно зафиксировать сигналы реакции V(t) блока 1 и сигналы U,(t) на выходе Узла 12, подать -их на соответствующие входы блока 9. В последнем по поступившим сигналам оценивается состояние объекта тренажа в виде импульсной переходной функции h (Т):

()V(t) UCt-i),

где hog Ci) - импульсная, переходная функция, усредненная по и характеризующая текущее состояни объекта тренажа; V(t) - сигналы реакции блока 1 регистрируемые .на его выходе;

U(t-t) - выходные сигналы узла 12;

t временные задержки. Затем необходимо сравнить сигналы h (t) и ), характеризующие состояние управляющих действий оператора и объекта тренажа. Для этого требуется подать на входы узла 32 данные сигналы. Результирующий сигнал на выходе узла 32 и будет характеризовать меру индивидуальной трудности решения оператором задачи по управлению объектом тренажа, который затем подается на один из входов блока 6 для документирования и представления в визуальном виде инструктору.

Обучающее устройство, предназначенное для подготовки оператора недетерминированных человеко-машинных систем, позволяет в несколько раз сократить сроки обучения операторов и на 50% повысить эффективность их управляющих действий, поскольку вве495674 ,

дение объективной оценки меры индивидуальной трудности задачи, решаемой операторами, позволяет, во-первых, отобрать и сформировать гомоген- 5 ные группы обучаемых, во-вторых, организовать управляемый учебньй процесс внутри гомогенных групп обучаемых операторов, поскольку объективный контроль и оценка обеспечивают to возможность дифференцированно зада- вать учебную программу с учетом глубины усвоения учебного материала обучаемыми операторами той или иной гомогенной группой.

15

.Формула изобретения

Обучающее устройство, содержащее последовательно включенные имитатор

20 возмущающих воздействий, блок моделирования научаемого объекта,li индикатор, последовательно соединенные блок ручного .управления, вычислительный блок, блок сравнения и блок ре25 гистрации и отображения результатов контроля, блок ввода эталонов, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, второй вход блока моделирования изучаемого объекта соеэ„ динен с выходом блока ручного управления, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно включенные формирователь кодов, узел цифроана-- логовых преобразователей и формирователь импульсов,, выход которого соединен с третьим входом блока моделирования изучаемого объекта, и дополнительный вычислительный блок, первый вход которого подключен к выходу основного вычислительного блока, второй вход - к выходу блока моделирования изучаемого объекта, третий вход- к выходу узла цифроаналоговых преобразователей, а выход - к второму входу блока регистрации и отображения результатов контроля, второй вход основного вычислительного блока соединен с вторым выходом, имитатора возмущающих воздействий.

40

45

Ш

г

1

/

/

Изобретение относится к техническим средствам для тренировки операторов человеко-машинных систем. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей .устройства. Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее имитатор 2 возмущающих воздействий, блок 1 моделирования изучаемого екта, индикатор 3, бло к 4 ручного управления, вычислительный блок 5, блок 6 регистрации и отображения результатов контроля, блок 7 ввода эталонов, блок 8 сравнения, введены формирователь 11 кодов, узел Т2 циф- роаналоговых преобразователей, формирователь 10 импульсов и дополнительный вычислительный блок 9. 5 ил. с и

г-

.t-

Фаг. f

6ых.6/1.

Вых имат 2

дх индикатора J «:

/Зг блокад

Фиг. 2С был.узпа 12

Фиг.З

6x.djroKa5

2

Редактор Н. Яцола

Составитель А. Карлов Техред М.Ходанич

Заказ 4330/52Тираж 455

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

6X ffjJOKO 1

фиг A

Bbix 5л ока 5

фиг. 5

Корректор И. Муска

Подписное