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

ьо

о:

4j

0

а

Кд

дов, блок 6 вычисления cpcfltiero времени обучения, блок 7 вычисления среднеквадратического отклонения времени обучения, блок 8 контроля уровня обучения, блок 9 выделения ошибки, блок 10 ввода информации, счетчик 11 времени, счетчик 12 попыток, блок 13 регистрации, элементы И 14 и Ifi, блоки 16-18 сравнен11я. Блок 3 управления содержит три регистра, триггер,, два элемента ИЛИ, элемент записи памяти, дешифратор, два элемента И, элемент НЕ. Преобразователь 5 кодов содержит дешифратор, распределитель импульсов.

элемент памяти, элемент И. Блок 6 вычисления среднего времени обучения содержит сумматор, делитель и счетчик. Блок 7 вычисления среднеквадратического отклонения содержит два элемента памяти, д)за элемента сравнения, генератор, счетчик, два сумматора, умножитель, элемент извлечения квадратного корня, делитель. Блок 8 контроля уровня обучения содержит цифроаналоговый преобразователь, элемент извлечения квадратного корня, делитель, умножитель и сумматор . 4 3.п.. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения и может быть использовано для подготовки операторов систем управления. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства. Устройство содержит пульт преподавателя, пульт 2 оператора, блок 3 управления, блок 4 предъявления информации, преобразователь 5 ко

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения и может быть использовано подготовки операторов систем управления. Цель изобретения - расширение ди дактических возможностей устройства На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 - схема блока управления; на фиг. 3 - схема |Преобразователя кодов; на фиг, 4 схема блока вычисления среднего времени обучения; на фиг. 5 - схема блока вычисления среднеквадратического отклонения; на фиг. 6 --схема блока контроля времени обучения. Устройство для обучения операторо систем управления (фиг. 1) содержит пульт 1 преподавателя,- пульт 2 oneратора, блок 3 управления блок 4 ,предъявления информации, преобразователь 5 кодов, блок 6 вычисления среднего времени обучения, блок 7 вычисления среднеквадратического отклонения времени обучения, блок В контроля уровня обучения, блок 9 выделения ошибки, блок 10 ввода информации „ счетчик 11 времени, счетчик 12 попыток, блок 13 регистрации, эле менты И 14 и IS, блоки 16-18 сравнения. Блок 3 управления (фиг. 2) содержит регистры 19-21, триггер 22, эле менты ИЛИ 23 и 24, элемент 25 записи дешифратор 26, элементы И 27 и 28, элемент НЕ 29. Преобразователь 5 кодов (фиг. 3) содержит дешифратор 30, распределитель 31 импульсов, элемент 32 памяти, элемент И 33. Блок 6 вычисления среднего времени обучения (фиг. 4) содержит сумматор 34, делитель 35 и счетчик 36. Блок- 7 вычисления среднеквадратического отклонения фиг. 5) содержит элементы 37 и 38 памяти, элементы 39 и 40 сравнения, генератор 41, счетчик 42, сумматоры 43 и 44, умножитель 45, делитель 46 и элемент 47 извлечения квадратного корня. Блок 8 контроля уровня обучения содержит цифроаналоговый преобразователь 48, элемент 49 извлечения квадратного корня, делитель 50, умножитель 51, сумматор 52. Устройство работает следующим об- . разом. С пульта 1 моделируются реальные процессы обучения, т.е. номер выбранного упражнения, предельное число N циклов обучения, нормативное время Т выполнения управления, надежность Р достижения уровня обученности. Все указанные режимы и параметры с блока 1 поступают в блок 3 и запоминаются соответственно в триггере 22 и регистрах 19-21 (фиг. 2). Контроль и оценка действий обучаемого при работе устройства в указанных режимах осуществляются одинаковым образом. Основное отличие состо ит в том, что в режиме самоподготов обучаемый с пульта 2 может задать только номер упражнения для трениро ки, а остальные нормативные парамет обучения (N, Т, Р) вводятся с пульт 1 перед началом самоподготовки. При проведении практических занятий бло 1 изменяет храняпщеся в блоке 3 пара метры N, Т, Р для любого упражнения. При этом поступающие на вход блока 3 параметры Ni, Ti, Pi для каждого упражнения записываются элементом 25 памяти в соответствующие ячейки регистров 19-21. В зависимости от положения переключателя режимов работы на блоке 1 триггер 22 вводится в единичное или сбрасывается в нулевое состояние. Б первом случае (режи самоподготовки) открывается элемент И 27,разрешая прохождение кода номера выбранного упражнения на элемент ИЛИ 23 и далее - на дешифратор 26. Сигнал с выхода дешифратора 26 управляет считыванием из ячеек регистров 19-21 параметров обучения Ni, Ti, Pi, соответствующих выбранному упражнению. Сигналы, пропорциональные величинам Ni, Ti, поступают соответственно на входы блоков 16-18 а сигнал, пропорциональный величине Pi, поступает на вход блока 8 контроля. В режиме практических занятий триггер 22 находится в нулевом состоянии, тем самым препятствуя выбору упражнения обучаемым с пульта .2. Выбор упражнения осуществляется с пуль та 1) сигнал с которого поступает на другой вход блока 3. Выбранное упражнение выводится на блок 4. Обучаемый в соответствии с предъявляемой информацией выполняет управляющие воздействия посредством блока 10. С йачалом этих действий запускается счетчик 11 времени, подсчитывающий время вьшолнения упражнения. Контроль за правильностью отработки упражнения осуществляется с помощью блока 9 путем анализа сигналов, поступающих на его, входы с преобразователя 5, кодов и блока 10. Преобразователь 5 кодов (фиг. 3) преобразует код номера упражнения, по; ступающий с блока 3, дешифратором 30 :в ,код номера учебного кадра, которьй поступает в блок 4 и на элемент 32 памяти (фиг. 3), являясь адресом, для считывания занесенной в него информации. Считанная информация, которая является нормативной для данного упражнения, поступает на первый вход элемента И 33, на второй вход которого поступает сигнал с распределителя 31. На первый вход последнего в случае правильного выполнения упражнения обучаемым поступают сигналы с блока 3, переводящие распределитель 31 импульсов в очередное состояние. На второй вход распределителя 31 импульсов с блока 9 в случае ошибки в действиях обучаемого приходит сигнал, переводящий распределитель 31 импульсов в исходное состояние, и выполнение упражнения начинается с исходной точки. В результате этого на выходе преобразователя 5 кодов появляются упорядоченные во времени сигналы, определяющие нормативную последовательность управляющих воздействий : обучаемого, с блока 10, которые пос- . тупают на вход блока 9, на второй вход которого подаются сигналы с блока 10. При их совпадении блок 9 выдает сигнал, который поступает в блок 3 на элемент И 28 (фиг. 2) и, проходя через него, в случае отсутствия на входе элемента ИЛИ 24 сигналов с превьш1ением допустимого числа попыток для данного упражнения или преобретении требуемой функциональной надежности Р, поступает в преобразователь 5 кодов, переводя распределитель 31 импульсов (фиг. 3) в очередное положение. После некоторого числа отработок пражнения, а точнее, как только врея выполнения упражнения, фиксируеое счетчиком 11 времени, становится еньше нормативного времени, блок 18 сравнения выдает сигнал, по которому ткрываются до конца отработки упражения элементы и 14 и 15. С этого омента начинает работу блок 6. В умматоре 34 (фиг. 4) суммируется ремя выполнения упражнений, а в четчике 36 накапливается число цик-ов с момента, когда обучаемый вперые успешно вьтолнил упражнение. Сигалы с выходов указанных блоков посупают на входы делителя 35, с вьпсоа которого выдается среднее время ыполнения упражнения . Одновреенно с блоком 6 запускаются блоки и В..Код, проходящий с счетчика 6 (фиг. 4) блока 6, является адресом, по которому в элементе 38(фиг,5 записываются времена выполнения упражнения. По истечении определенного числа циклов с момента начала работы данного блока, которое хранится в, элементе 37 памяти (фиг. 5) срабатывает элемент 40 сравнения и запускается старт-стопный генератор 41 и счетчик 42. Код с выхода счетчика 42 является адресом считывания времени выполнения упражнения с элемента 38. Первый сумматор 43 вычисляет разницу между временем выполнения отдельного упражнения и средним временем, которая умножителем 45 возводится в квадрат и накапливается во втором сумматоре 44. Суммирование производится до тех пор, пока не срабатывает элемент 39 сравнения, сигнал с выхода которого останавливает стартстопный генератор 41 и счетчик 42, тем самым заканчивая выборку текущего времени из элемента 38 памяти. Накопленная в сумматоре 44 сумма делится делителем 46 на число циклов от момента первого правильного отработанного упражнения, и результат . отрабатывается в элементе 47. В результате с каждым вновь выполненным упражнением на выходе блока 7 вычисляется среднеквадратическое отклонение времени выполнения упражнения. Сигнал, пропорциональньй величине вычисленного блоком 7 среднеквадратического отклонения, поступает на вход блока 8, который позволяет оценить точность эмпирической оценки времени выполнения упражнения с наперед заданной надежностью, характеризующей приобретенный обучаемым навык в смысле функциональной надежнос ти. При этом, с выхода цифроаналогового преобразователя 48 (фиг. 6), в котором занесена таблица распределения Стьюдента, по заданному значению надежности Р и числу циклов выполнения упражнения считывается предел tp|N и подается на умножитель 51. На второй вход умножителя 5 поступает сигнал, сформированньш делителями 49 и 50, пропорциональный среднеквад ратическому отклонению, поделенному на корень квадратный из числа циклов. В результате на выходе умножите ля 5.1 формируется сигнал, пропорциональный доверительному интервалу, который сумматором 52 суммируется о средним временем выполнения упг ажеиия. Выходной сигнал с блока 8 подаетя на блок 17 сравнения, на другой ход которого поступает с блока 3 игнал, пропорциональный требуемому ровню обученности Т. В случае, когда сумма среднего времени и доверительного интервала не превышает нормативное время выполнения упражнения, срабатывает блок 17 сравнения, сигнал с которого является для блока 3 признаком Останов для окончания отработки данного упражнения. В случае недостаточной подготовки обучаемого, когда число попыток выполнения упражнения превышает заданное и не достигнута заданная надежность уровня обученности Р, срабатывает блок 16 сравнения, сигнал с которого для блока 3 также является признаком Останов для окончания отработки данного упражнения. Блок 13 фиксирует результаты контроля и оценки действий обучаемого, отражающие процесс обучения, а именно среднее время выполнения упражнения, число циклов, затраченное на достижение заданного уровня обученности, среднеквадратическое отклонение и доверительный интервал. Используя фиксированную блоком 13 информацию, преподаватель может оперативно с блока 1 изменять параметры обучения. Формула изобретения 1. Устройство для обучения операторов систем управления, содержащее первый счетчик, пульт преподавателя, последовательно соединенные блок вычисления среднего времени обучения и блок регистрации, последовательно соединенные пульт оператора, блок ввода информации, блок выделения ошибки, блок управления, преобразователь кодов и блок предъявления информации, выход которого подключен к входу пульта оператора, выход преобразователя кодов подключен к второму входу блока выделения ошибки, а первый выход блока ввода информации соединен с, входом первого счетчика, отличающее ся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей, оно содержит первый, второй и третий блоки сравнения, второй счетчик, первый и второй элементы И,

блок вычисления среднеквадратического отклонения времени обучения и блок контроля уровня обучения, первый вход которого подключен к первому выходу блока вычисления среднего 5 времени обучения, второй вход - к выходу блока вычисления среднеквадратического отклонения времени обучения, третий вход - к второму выходу блока вычисления среднего времени Ю обучения, четвертый вход - к второму выходу блока управления, а выход блока контроля уровня обучения подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого 5 соединен с третьим выходом блока управления, а выход - с вторым входом блока регистрации и с вторым входом блока управления, третийвход которого подключен к выходу второго бло- 20 ка сравнения, четвертый, пятый и шестой входы - к выходам пульта преподавателя, седьмой вход - к второму выходу пульта оператора, а четвертый выход блока управления подключен к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, вход которого соединен с вторым выходом блока ввода информации, соединенным 30 с первым входом первого элемента .И, выход которого подключен к первому входу блока вычисления среднего времени обучения, а второй вход - к вы-, ходу третьего блока сравнения, сое- 35 дйненному с первым входом второго

элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика , соединенному с первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого .подключен к третьему выходу блока управления, при этом выход второго элемента И соединен с вторым входом блока вычисления среднего времени обучения, выход первого элемента И с первым входом блока вычисления среднеквадратического отклонения времени обучения, второй вход которого подключен к второму выходу блока вычисления среднего времени обу- 50 чения, третий вход которого подключен к первому выходу блока вычисления среднего времени обучения, а выход к третьему входу блока регистрации, четвертый вход которого подключен ,55 к выходу второго счетчика, а выход - кВХОДУ пульта преподавателя, при этом второй выход блока выделения

эшиоок соединен с вторым входом преобразователя кодов,

НЕ и второй элемент И, при этом вы- ход элемента записи подключен к первым входам первого и второго регистров, Bbixorf дешифратора - к вторым входам первого, второго и третьего регистров, второй вход второго элемента И является первым входом блока первый вход второго элемента ИШ1 .вторым входом блока, второй вход второго элемента ИЛИ - третьим входом блока, входы элемента записи первого элемента ИЛИ и триггера - соответственно четвертым, пятым и шестым входами блока, второй вход первого элемента И - седьмым входом блока, выход второго элемента Г - первым выходом блока, выход третьего.регистра - вторым выходом блока, выход второго регистра - третьим выходом блока, выход первого регистра - четвертым выходом блока, выход первого элемейта ИЛИ - пятым выходом блока.

и выход элемента И - выходом блока.

ются вторым входом блока, второй вход первого сумматора является третьим входом блока, а выход элемента иэнлечения квадратного корня - выходом блока.

.ff