Устройство для задания программы обучения Советский патент 1987 года по МПК G09B7/02 

Изобретение относится к техническим средствам подготовки операторов АСУ и может быть использовано при создании устройств управления тренажеров для обучения выполнению задач управления сложной логической структуры.

Цель изобретения - расширение возможностей устройства.

На чертеже схематически изображено устройство для задания программы обучения.

Устройство содержит регистр 1 адреса, блок 2 памяти, регистр 3 микрокоманд, элемент 4 ИЛИ, генератор 5 случайной последовательности кодов, блок 6 сравнения, элементы 7 и 8 И, дешифратор 9, элемент 10 ИЛИ, регистр 11, выходы 12- 14 устройства, выходы 15 регистра 3, входы 16 устройства, элементы 17 ИЛИ, генераторы 18 и 19 импульсов, элементы 20-22 ИЛИ, элементы 23 и 24 И, триггер 25, счетчик 26, элементы 27 и 28 задержки, блоки 29 и 30 сравнения, регистр 31 числа, счетчики 32, триггеры 33, блок 34 памяти, регистр 35 микрокоманд, элементы 36 ИЛИ и выходы 37-39 устройства.

Регистр 1 предназначен для задания управляющей составляюш.ей алгоритма управления. Он содержит две параллельные секции одинаковой емкости, в первой из которых в ячейках записываются коды порядковых номеров операторов. Они используются для определения моментов запуска генератора 5 (первые выходы регистра 1), моментов открытия элементов 7 и 8 для воздействия на информационные входы блоков 2 и 34, а также для выдачи управляющих воздействий (четвертые информационные выходы регистра 1) через элементы 24 И на входы первого блока 2. Во второй секции регистра 1 записываются коды органов управления, на которые в соответствии с номером оператора обязан воздействовать человек-оператор на панели органов управления тренажера. Е,мкость секций регистра 1 определяется числом операций алгоритма управления, число разрядов од,- ной ячейки первой секции определяется также числом операций алгоритма.

Разрядность ячееек второй секции регистра 1 определяется в зависимости от числа органов управления соответствующей панели пульта оператора тренажера.

Сдвиг на одну ячейку регистра 1 осуществляется п.ри поступлении сигнала на его вход элемента 22, при поступлении сигнала с второго входа которого сдвиг осуществляется на число операторов, находящихся между стрелками, указывающими переход (стрелка вверх и вниз).

Блок 2 предназначен для хранения параметров алгоритма. При этом в данном блоке хранятся микрокоманды, а в блоке 34 - операторы, соответствующие противоположным исходам при срабатывании логических операторов.

0

5

Обращение к блоку 35 производится только в том случае, если человек-оператор допустил ошибку в выборе требуемой реализации алгоритма управления.

Регистр 3 содержит четыре, а регистр 35 - три микрооперации. При этом в первых микрооперациях хранятся коды органов панели управления пульта оператора тренажера, на которые оператор должен воздействовать в данной операции алгоритма. Во вторых микрооперациях регистров 3 и 35 хранятся значения кодов органов панелей индикации пульта оператора тренажера, которые меняют свое состояние в данной операции алгоритма 5 управления. В третьих микрооперациях указанных регистров хранится код значения времени задержки соответствующих органов индикации для учета особенностей функционирования объектов управления. В четвертой микрооперации регистра 3 0 хранится значение вероятности наступления одного из исходов логического оператора. При этом четвертую микрооперацию содержат микрокоманды, предществующие разыгрываемым логическим операторам.

Генератор 5 предназначен для задания случайног.о числа, распределенного равномерно в интервале до 1.

Блок 6 предназначен для определения наступления того или иного исхода логического условия алгоритма путем сравнения значения вероятности, соответствующей одному из исходов логического условия, со случайным числом, выработанным генератором 5.

Элементы 7 и 8 выполняют функции коммутирующих устройств, позволяющих С определить адрес очередной микрокоманды в первом 2 и во втором 34 блоках памяти в зависимости от того, какой исход приняло логическое условие алгоритма. Число элементов 7 и 8 равно числу логических условий алгоритма управления.

Дещифратор 9 предназначен для однозначного сопоставления номера ячейки регистра 1, который соответствует номеру позиции оператора, т. е. номеру операции алгоритма - требуемых элементов 7 и 8.

Регистр 11 предназначен для хранения значения вероятности одного из исходов логического условия. Данное значение записывается в регистр 11 по его входам из четвертой микрооперации блока 2 микрокоманд, предшествующих логическим опе- 0 раторам.

Один вход регистра 11 предназначен для управления считыванием информации в блок 6, а другой вход - для обнуления регистра 1 1.

Выходы 12 подключены к органам уп- 5 равления, которые должны быть задействованы в данной реализации алгоритма, выходы 39 устройства подключены непосредственно к органам управления, которые долж0

0

5

ны быть задействованы операторами. При этом в случае неправильного выбора оператором требуемой реализации алгоритлш управления после логических операций эти органы засвечиваются проблесковым свечением. В этом случае код органа управления, записанный в перзой микрооперации регистра 35, поступает по выходам 39 на требуемый орган управления панелк пульта оператора и подсвечивает его проблесковым свечением. Выход 13 )егйстра 3 и выход 37 регистра 35 предназначе; ы для управления органами индикации пульта оператора тренажера. При этом а случае ошибочного выбора требуемой реализации необходимые органы индикации будут также подсвечиваться проблесковым свечением. Выход 14 регистра 3 и выход 38 регистра 35 предназначены для управления задержкой некоторых органов индикации па нели пульта оператора в соответствии с особенностями функционирования обт-екта управления. Выход 15 предназначен для перезаписи значения вероятности одного из исходов последующего логического условия в регистр 11.

Вход 16 предназначен для ввода в устройство кода органа управления, задействованного человеком-оператором при выполнении текущей операции алгоритма управления.

Генератор 18 предназначен для управления сдвигом считывания информации из регистра 1. Например, в случае срабатывания первого логического условия оператор после второй операции обязан перейти к седь.мой операции, на выходах регистра 1 до.джен появиться код, соответствующий седьмой ячейке второй секции регистра 1. Этот сдвиг и производится с помощью генератора 18.

Генератор 19 предназначен для проблесковой подсветки человеку-оператору требуемого органа управления, при допущении им ощибки в выборе необходимой реализации, после отработки логического условия алгоритма управления.

Элементы 23 и 24 выполняют ключевые функции.

Триггер 25 управляет длите/п.-гостью работы генератора 18.

Счетчик 26 предназначен для полсчета числа ошибок, допущенных оператором при выполнении операций алгоритма управления.

Блок 29 пред назначен для сравнения числа совершенных ощибок с дorlycти ы.vI.

Блок 30 предназначен для сравнения кодов задействованного и требуе.мого органов управления панели пульта оператора, что позволяет фиксировать факт совершения ощибки.

Г егистр 31 предназначен для хра.чения числа, соответствующего допустимому количеству ощибок, при превыщении которого оператору будет произведена подсказка

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

путем выдачи .чм 1 льсов генератором 19 .v:« подс: еткн TUcoveNiorc органа панели управлени;-:.

Группа вычитающих счетчиков 32 пре;;- нйзначена задания чис.ла тагов сдвига (перескока) ячеек oei HCTpa 1, после срабатывания логических операторов. Так. я.ля paccMHTpHBacN oro ; лгоритма в первом счег- чике 32 будет .написано число 3 (разность между о;иник: операторами), а во втором -- 4 (разпость между дру.-икп; операторами). Эти з 1ачен я записываюгся . счетчики 32 перед пач лс; - ycTpoiiCTBa 1ра -ленкя тро ажером.

, с т р о и с т в о ф у н к ц и о н и р } с т еле д у ю - ди.м образом.

При вклю«1::ни1 тренажера про..зводи гск выбор первой операции а.лгоритма. Данны:: сиг нал производггс перезапись содержимом) первой микрокоманды из блока 2 в ре- гь:стр 3, что приводит к появлению сигналов на выходах 12-14 устройства. Пр;; этом ко.а органи управления, который должен быть за. юйствован оператором ио I .hi- ходам регисгра 1, переписывается из }:торой секции регистра I в блок 30. После выдач . человок .м-слтератором соответотвх ю- щих управл 1 о;цих воздействий на входах 6 стройстБа появится код opraiip. Пйзл; ипя. на который воздействова.: че.оррк- опеоутор. Дс -л, |.ол поступает на входы блока 30, в KOTOpojii производится сравнечие соответствия .задействованного cneprrroi;oM органа управ.еь чг. требуемо:- органу. В слх чае совпадения ПОСТУПИВШИХ KO.:ICR сигнал появляе ск на выхо.че блок - 30, который госту|:ает на входы элементов 24 и i-;a нход элемента 22, сиг на.п с зыхола которого производит сдвиг на одну кчсГ|ку в регистре 1 следутощей в обоих секШ Ял регистра. очередная операция алл Ори г- ма задана «гскеторым оператором, то сигналы ПОЯЗЛЯ1ОТСЯ на выходах регистра 1 и через открытые эле.менты 24 поступают ;а входы блока 2, где производится выбор соответстп ;ю1цей микрокоманды и перезп- luicb ее в регистп 3. Кроме того, сигнал по Rtv- хо. гам peгиc p l I из второй нторой ceKiu-i; . ;;ереписырае1 ся в Гl.i..; М) и цикл работ -., устройства повтп;-яется в описанном порядке.

В случае, очерелпая onepai:;; : является логическим -. слорпем i.;iropHTN.i. т. е. обозначена некогорым оператором, то i; предшествующей oiioptMUin, и 1ек 111ей чсгпор- тую микроог ерацию, се ; одер. ч .с ncpcinioi-i- вается в регистр 1 1 с входов 15 регистра 3. При моде. иров: ни11 .с. Пгческого условия алгоритма появляется ;:з пгпзых и аторых выходах per iCTj)a 1, nep;-bio г ь холы которого подключе.ы к тем HCiMcp:-;vi ячсс;; оег;1Стра 1. которые соответствуют порядковому номеру оператора, и через s. ieMcn -1 поступает па генератота 5, вход

регистра 1, для перезаписи значения: вероятности срабатывания одного из исходов логического условия в блок 6, а гаиже -ii вход триггера 25. Полученное случайное число, распределенное равномерно в i-uiTcp- вале О-1, поступает в блок 6 для срап- нения с числом, поступивишм из ре истра 1 по входам блока 6. Если в результгп е сравнения оказывается, что случайное УК1 ,:io меньше значения вероятности насту |ле ;ия исхода срабатывания оператора, те сигнал появляется на выходах блока 6 и адрес очередной микрокоманды выбирается гакнм образом, что человеку-оператору необходИ:;о перейти к вынолнению очередной онерапин. В противном случае, т. е. если слу-.айное число больше значения вероятности срабатывания оператора, си|-нал появляс -си на выходе блока 6 и оператору необходимо выполнить определенные операции.

Выбор той или иной микрокомандь производится путем появления сигналов на Вг,1- ходах элементов 7 и 8. Сигналы на выходах элементов 7 появляются в случае поступления сигналов на одни их входы с выхода блока 6, а на другие входы элементов 7 - с выхода дешифратора 9. Элемент 10 нредназначен для обнуления регистра 1 1 после отработки операции, соответствующей логическому оператору. На вход депшфратора 9 поступает код, соответстБу|Т)- ций номерам ячеек первой секции регистра 1., предназначенных .а,ля хранения порядловых номеров операторов. Б случае появ,:1е1{ия сигнала на выходе блсжа б срабатываю соответствующие эле.менты 8 и /гомер очередной операции алгоритма, информация о необходимости выполнения которой должна быть представлена человеку-оператору будет представлена за счет появления сигнала с второй микрооперации регистра -35 через выходы 37 устройства на соответствующий оргаЕ памели индикации пульта онератора тренажера. Кроме того, сигна; на выходе дешифратора 9 переводит ствующий триггер 3-3 Е единичное состояние, что обеспечивает поступление с его выхода сигнала на вход соответствующего элемента 23 и нодготавливает его к о- -кры- тию. Сигнал с выхода сработавшего элемента 8 через элемент 21 поступает на вход запуска генератора 18 и вход элемента 28. Импульсы с выхода генератора 18 поступают через открытый элемент 23 на соответствующий вычитающий счетчик 32, импульсы с выхода которого через элемент 20 и вход эле.мента 22 поступают на вход регистра 1 и производят сдвиг на стсмько ячеек, сколько импульсов записано з с - ст- чике 32. При этом в блок 30 переписывается из второй регистра 1 код органа управления, соответствую цего требуемому органу управления правильно .ыб- ранной реализации алгоритма. Длч гель- ность задержки эле.мента 28 выбрана И л

учета м;-1КС - мально о числа и.мпульсов, за- пись ваемь Х в счетч;-;ках 32. По истечении з ;;го времени сигнн / с выхода элемента 28 поступает на зход триггера 25, а сигнал - с ег-о выхо.а устанак.лиаает все три 1ерь: 33 в исход юе состояние (н}ле-во5) н оста- навл.ивает генер;1тос 18.

Таким образо.м происходит (рункционп- рование устройства при безошибочных действиях оператора. В случае допупгения ошкQ бок очо фу|1кционирует следующим образом. Допустим, что оператор должен выполнить действ.ие, с;ютветствующее одному оператору, а oi-; выполняет другую операцию. В этом случае сигналы появляются на зы- ходах 12 устройстпа. В блоке 30 код:-.: требуемого и задействованного органов управления не совпадают, и сигнал ГЮЯБЛЯ- ется на его вы хо и:. Далее Oii поступает на счетчик 26, с выхода которого -- на э,/1емент 27 и регистр 31. В данно.м регистре

0 записано допустимое число О1нибок оператора. В случае, если оператор превысил это число, сигнал с выхода блока 29 поступает на вход генератора 19 и запускает его. И.мпульсь с его выхода nocTyiiaKjT -1ерез входы эле.ментов 17 и 26 д„|Я проблес5

5

0

новой подсветки задеиствованно -о oFiepaTo- ром и требуемого opi-анов управления панели нульта оператора. После устранения человеком-оперйторо v; оп. ибки гюяв. юние:. сш па;1а lia выходе блока 30 пролзвоД Ггся об1:улсние счетчика 26 и оси-нов генератора 19.

Предлагаемое ус : ройство поз1Юо1 - С т i)ac- ширигь дидактическ; :е возможности тренажера за счет блокировки Оьнибоч йых действий онератора и за счет обеспечения noj,- сказки при допуш.е1гии ошибки в операциих принятия регнения для выбора необходимой дальнейн.ей реализации алгоритма y:i- рааления.

Форм у л а изо врете ни я

Устройство для задания пр01 раммы обучения, содержащее г-егист;: адг есч, выхсды ггервой rpyruHj KOTOpoi O ое.аинень с соот- четотвуюш.ими входами -. ервого элемснта

ИЛИ, выход KOTOpoi O подключен к генератора с:1учайных последователыгостей кодов и к входу разрен ения записи первого регистра числа, устапозочный вхо.ч оторого соединен с выходом второго эле- мента ИЛИ. кнформаЦгЮнные входы с

соответствуюпхими выходами первой групны первого регистг)а микрокоманд, а выходы - с соответствующими (ХОдами первой группы первого блока сравнения, входы второй грун- пь которого по.гключены к соответствующим

выходам генератора случайной последовательности кодов, первый выход -- к первым входам второго элемента ИЛИ и элементов И нервой группы, а второй выход -к второму входу второго элемента ИЛИ и первым входам элементов И второй группы, вторые входы элементов И первой и второй групп соединены с соответствующими выходами дешифратора, входы которого подключены к соответствующим выходам второй группы регистра адреса, выходы элементов И первой группы соединены с соответствующими информационными входами первого блока памяти, выходы которого подключены к соответствующим входам первого регистра микрокоманд, выходы второй и третьей групп которого являются соответствующими информационными выходами первой и второй групп устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены первая и вторая группы элементов ИЛИ, первый и второй генераторы импульсов, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ, третья и четвертая группы элементов И, триггер, счетчик, первый и второй элементы задержки, второй и третий блоки сравнения, второй регистр числа, группа счетчиков,, группа триггеров, второй блок памяти и второй регистр микрокоманд, входы которого соединены с соответствующими выходами второго блока памяти, выходы первой группы - с первыми входами соответствующих элементов ИЛИ второй группы, а выходы второй и третьей групп являются соответствующими информационными выходами третьей и четвертой групп устройства, первые входы элементов ИЛИ первой группы подключены к соответствующим выходам четвертой группы первого регистра микрокоманд, вторые входы элементов ИЛИ первой и второй групп соединены с выходом второго генератора импульсов, а выходы являются соответствующими информационными выходами пятой и щестой групп устройства соответственно, входы первой группы третьего блока сравнения подключены к соответствующим выходам третьей группы регистра адреса.

0

5

0

5

0

5

первый выход - к первым входам пятого элемента ИЛИ и элементов И четвертой группы и установочным входам счетчика и второго генератора имульсов, входы второй группы третьего блока сравнения являются соответствующими входами устройства, а второй выход соединен с информационным входом счетчика, выход которого подключен к входам второго регистра числа и первого элемента задержки, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу второго регистра числа, а выход - к входу запуска второго генератора импульсов, вторые входы элементов И четвертой группы соединены с соответствующими выходами четвертой группы регистра адреса, а выходы - с соответствующими адресными входами первого блока памяти, входы второго блока памяти подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы, соединенным с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запуска первого генератора импульсов и входу второго элемента задержки, выход которого соединен с S-входом триггера, / -вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - к / -входам триггеров группы и входу останова первого генератора, выход которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих триггеров группы, S-входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, выходы элементов И третьей группы подключены к информационным входам соответствующих счетчиков группы, выходы которых соединены с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входо м регистра адреса.

Изобретение относится к тренажерной технике и может использоваться для задания программы обучения. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее две группы элементов И, регистр адреса, первый блок памяти, первый регистр микрокоманд, дешифратор, два элемента ИЛИ, первый регистратор, первый блок сравнения, генератор случайной последовательности кодов, введены первая и вторая группы элементов ИЛИ, первый и второй генераторы импульсов, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ, третья и четвертая группы элементов И, триггер, счетчик, два элемента задержки, второй и третий блоки сравнения, второй регистр числа, группа счетчиков, группа триггеров, второй блок памяти и второй регистр микрокоманд со схемными соединениями, указанными в формуле. Изобретение позволяет указывать операторам требуемую реализацию алгоритма его деятельности в случае ошибок заданное число раз. 1 ил. (О СО го 00 со