Устройство для контроля работы операторов Советский патент 1987 года по МПК G09B9/00 

11

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано в тренажерах для оценки профессиональной пригодности и подготовленности операторов челове- комапшнных систем с одним или многими объектами управления,

Цель изобретения - повышение точности устройства путем увеличения информативности оценки деятельности оператора за счет расширения диапазона оцениваемых отклонений регулируемых параметров включением в него soHbf допустимых отклонений.

На фиг о 1 приведена схема предла- гаемого устройства; на фиг. 2 - схема первого блока интегрирования, на фиг, 3 - схема второго блока интегрирования , на фиг. 4 - схема формирователя импульсов , на фиг. 5 - схе- ма блока суммирования.

Устройство для контроля работы оператора (фиг. 1) содержит блок интегрирования, индикатор 2, сумматоры 3j нелинейные элементы 4,сумматоры 5, блоки 6 задания допустимой зоны регулирования, делитель 7 и ограничители 8 амплитуды напряжения. Устройство содержит блок 9 интегрирования и блок 10 суммирования, а в каждой цепочке - ограничитель 11 амплитуды напряжения, кроме того, формирователь 12 импульсов

Каждый нелинейный элемент 4 может быть выполнен по известной схеме воведения в квадрат, реализованный на стандартном перемножителе с объединенными входами. Каждый делитель 7 также может быть выполнен на базе стандартного перемножителя, включенного в цепь обратной связи операционого з силчтеля по известной схеме. качестве ограничителей 8 и П могут быть использованы полупроводниковые диоды, включенные соответственно в обратном и прямом направлениях.

Блоки 1 и 9 могут быть выполнены например, в виде последовательно соединенных сумматора 13 и интегратора 14 (фиг, 2), а Также в виде последовательно соединенных коммутатора 15 интегратора 16 (фиг. 3), При этом уравляющие входы обоих интеграторов 14 и 16 подключены к выходу формирователя 12, выполненного в виде одн вибратора 17 с подключенной к его входу кнопкой (на фиг. 4,не обозначена) ,

Блок И) может быть выполнен в виде коммутатора (фиг. 5), содержащего стандартный (сдвоенный) ключ 18, первый компаратор 19 и последовательно соединенные второй компаратор 20, триггер 21 и логический элемент И 22

Устройство работает следующим образом.

Исходное состояние устройства вызывается одновибратором 17, вырабатывающим при каждом нажатии кнопки (фиг. 4) одиночный импульс, сбрасывающий в исходное состояние интеграторы 4 и 16 (фиг. 2.и 3) и триггер 21 (фиг, 5). На входы сумматора 3 каждого i-ro канала поступают в про- тивофазе сигналы C.(t) и y(t),характеризующие текущие эталонные и фактические значения i-ro регулируемого оператором параметра. Выходной сигнс.л сумматора 3

t,(t)C. (t)-y, (t)

поступает на вход элемента 4, кото- рьш формирует выходной сигнал

f(t}(t},

Этот сигнал f,(t) в противофазе поступает на один вход сумматора 5,

на другой вход которого из блока 6 поступает сигнал Z;(t) допустимой зоны регулирования i-ro параметра. На выходе сумматора 5 формируется сигнал

Z,.Z.(t)-/ ,-(t),

который поступает в качестве делимого на 1ЭДИН вход делителя 7, на другой вход которого поступает в качестве делителя сигнал Z(t) с выхода блока 6, Сигнал с выхода делителя 7

f (t)-i- -

Z, (t)

поступает на входы первого и второго ограничителей 8 и 11, первый из которых срезает положительную часть, а второй - отрицательную часть теку- ш,его входного сигнала. В результате сигнал f -(t) в зависимости от своей полярности отводится первым и вторым ограничителями 8 и 11 по одному из двух направлений: либо в блок 9 при f-(t) 0 (обозначим этот сигнал fi(t)), либо в блок 1 при f-(t) О (обозначим этот сигнал f.(t)). Далее все сигналы f-(t) с выхода ограничителя В каждого канала поступают на соответствуюп ий вход сумматора 13

(фиг. 2), формирующего на своем выходе сигнал

F (t)f;(t),

i-1

который поступает на интегратор 14 (фиг. 2) и на его-выходе приобретает вид

t

(t)J F (T)d.

Аналогично все сигналы f.(t) с выхода ограничителя 11 каждого канала поступают на соответствующий вход сумматора 15 (фиг. 3), формирующего на своем выходе сигнал

)z::f;(t),

i :1

который на выходе интегратора 16 (фиг. 3) приобретает вид

) J F4t)dT.

qp(t):

Сигналы ЯР (t) и .cp(t) поступают на входы блока 10, который реализует функцию

jф (t), если минФ (Т:)0. W(t) иначе . ,

L

т.е. передает на индикатор 2 позитивную оценку ср (t) cp (t) до тех пор, пока негативная оценкаф (t) равна нулю. После того, как 9(t) О, индицируется лишь оценкаф (t) f (t) .

Блок 10 (фиг. 5) работает следующим образом.

При включении устройства в работу триггер 21 устанавливается импульсом от одновибратора 17 в сое- тояние, характеризующееся наличием логической единиг ы на его выходе. Сигнал позитивной оценки :p(t) О, поступающий на второй вход аналогового ключа 18 и на вход первого компаратора 19, формирует на его выходе логическую единицу, которая совместно с логической единицей на ,выходе триггера 21 формирует логическую единицу на выходе элемента 22, открывающую второй вход аналогового ключа 18. На выход блока 10 в этом случае проходит сигнал p(t). Однако как только сигнал. Ф(1) на втором копараторе 20 станет отличным от нуля (t) 0, иа выходе второго компаратора 20 сформируется сигнал логической единицы, которая открывает вый вход аналогового ключа 18 и переключает триггер 2I в состояние с логическим нулем на выходе. В результате этого на выходе элемента 22 формируется сигнал логического нуля который закрывает второй вход аналогового ключа 18, после чего независимо от текущих значений сигналов 9(t) и cp(t).Ha выход -дблока 10 передается в качестве Ф(t) сигнал негативной оценки Ф (t).

Таким образом, оценкаcp(t), формируемая устройством в данной реализации, характеризует качество безощи- бочной деятельности оператора до тех пор, пока оператор не совершит грубой ошибки, после чего оценка становится только отрицательной и характеризует тяжесть совершенных им ошибок управления.

В случае использования интеграторов 14 их тактирование осуществляется генератором импульсов, входящим- в этом случае в состав формирователя 12. Коммутаторы 15 выполняют c lynK ции развертки параллельного набора непрерывных сигналов f| (t) и f (tj в дискретную последовательность их отсчетов, которая обобщается далее по времени в интеграторах 16. В остальном работа устройства в этом случае аналогична описанной.

Изобретение позволяет увеличить информативность формируемой устройством оценки деятельности оператора за счет расширения диапазона оцениваемых отклонений регулируемых им параметров дополнительным включением- в этот диапазон зоны допустимых отклонений параметров.

В свою очередь расширение таким образом дидактических возможностей тренажеров позволяет повысить управляемость процессом обучения и, на этой основе, сократить сроки и за-, траты на обучение или (при тех же затратах) повысить качество подготовки операторов человекомашинных систем и сократить потери от катастроф и аварий по вине операторов.

1 ормула изобретения

Устройство дпя контроля работы операторов, содержащее цепочки из последовательно включённых первого сумматора, нелинейного элемента, второго сумматора, делителя и первого ограничителя амплитуды напряжения, блоки задания допустимой зоны регулирования, первые и вторые выходы

5

которых соединены соответственно с первьгми входами второго cyl мaтopa и делителя соответствующей цепочки, первый блок интегрирования, входы группы которого подключены к вьгхода первых ограничителей амплитуды напряжений, соответствующих цепочек, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены второй блок интегрирования, блок суммирования и вторые ограничители амплитуды напряжения, входы которьгх

3946

соединены с ныходами делителей соответствующих цепочек, а выходы - с соответствую0 ;ими входами группы второго блока интегрирования,выход которого подключен к первому входу блока суммирования, выход которого соединен с входом индикатора, второй вход - с выходом первого блока интегрирования а третий вход - с первым выходом формирователя импульсов, второй и третий выходыкоторого подключены к входам первого и второго блоков интегрирования соответственно.

i Ф

рЧ I шЦианВИД И

(pus,J

Г

orn /// от //// (omBi (pfrrff/ )

-ii-

;i

от 12

I

у f/a ra

If иг 2

ffffrjfff ) fpfrrfffj)

а/л Jff Cfr fffj

|id

I 9 Т

Л-м/J

cyfO Фиг.З

1Z

-

amfZ

If

Г

ffmf

21

13

( 5

Составитель А.Карлов Редактор К.Волощук Техред В.Кадар

Заказ 7908/51 Тираж 455 .Подписное

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

1

огггУ

18

L.

. -

гг

/Л7

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к тех- тческим средствам обучения и может быть использовано для контроля работы операторов на различных объектах. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Сущность изобретения основана на введении в устройство, содержащее первый блок интегрирования и индикатор, а в каждом канале - первый сум- матор, нелинейньм элемент, второй сумматор, блок задания допустимой зоны регулирования, делитель и первый ограничитель амплитуды напряжения, формирователя импульсов, второго блока интегрирования, блока суммирования, а в каждый канал - второго ограничителя амплитуды напряжения. 5 ил.