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

Изобретение относится к тренажерам операторов систем управления и может быть использовано для подготовки опе- раторов систем управления.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 задания программы обучения, информационное табло 2, блок 3 органов управления, первый блок 4 сравнения, блок 5 регистрации (реакций оператора), блок 6 кодирования (времени), второй блок 7 сравнения, второй счетчик 8 времени, первый счетчик 9 времени, первый элемент ИЛИ 10, первую группу 11 элементов И, вторую группу 12 элементов И, дешифратор 13, блок 14 индикации, третью группу 15 элементов И, переключатель 16, первый элемент И 17, пульт 18 оператора, второй элемент И 19, второй элемент ИЛИ 20, гр уппу

21 элементов ИЛИ,генератор 22 тактовых импульсов.

Блок 1 предназначен для задания алгоритма деятельности оператора по выполнению одной из реальных задач управления объектом, а также для управления средствами индикации на табло 2 в соответствии с состоянием моделируемого объекта управления и органов управления блока 3. Кроме того, блок 1 через элементы 12, дешифратор 13, блок 14 осуществляет в режиме Самообучение последовательную подсветку очередного органа управления блока 3 в соответствии с порядком выполнения операций в алгоритме. Также блок 1 через элементы 21, элемент 19 и генератор 22-осуществляет в режиме Демонстрация последовательную подсветку всех органов управления блока 3, задействуемых оператором в соответствии с порядком выполнения операций в алгоритме.

Микропрограммный автомат блока 1 содержит последовательно соединенные многовходовой элемент ИЛИ, регистр адреса, блок памяти микропрограммы и регистр микрокоманды (на чертеже не. показаны). Каждая микрокоманда микропрограммы состоит из трех микроопераций: первая - для управления средствами индикации на табло 2 в соответствии с состоянием моделируемого объекта управления; вторая микрооперация соответствует номеру органа

0

5

управления, на которглй необходимо воздействовать оператору в данном состоянии моделируемого управления, а третья микрооперация предназначена дли задания моме}1та смены информации на табло 2 в соответствии с реакциями моделируемого объекта управления на воздействия оператора.

Табло 2 предназначено для отображения состояния моделируемого объекта управления.

Органы управления блока 3 предназначены для осуществления управляющих воздействий оператором. Причем органы управления выполнены с подсветкой непрерывного и мерцающего свечения (например, коммутационные кнопки заменены на кнопки-индикаторы) с целью подсказки оператору при выборе очередного управляющего воздействия в режиме самообучения. Блок 4 предназначен для выявления ошибочных действий оператора (на органы управления блока 3).

Блок 5 предназначен для регистрации действий оператора по управлению моделируемым объектом управления, выявления ошибок при выполнении этих I

д действий и определения времени, затраченного на эти действия.

Блок 6 преобразует кодовую комбинацию, соответствующую определенному органу управления, в код времени, необходимый для анализа состояния моделируемого объекта управления и для выполнения действий данным органом. Блок 7 предназначен для сравнения требуемого и фактического времени выполнения каждого действия оператора по управлению моделируемым объектом управления.

Счетчик 8 измеряет время анализа оператором состояния моделируемого объекта по индикации табло 2 и время воздействия на определенные органьт управления блока 3,

Счетчик 9 предназначен для управления сменой индикации на табло 2 в моменты, соответствуюр1 е ответным реакциям моделируемого объекта управления на воздействия оператора. Дешифратор 13 Через блок 14 осуществляет выбор органа управления в соответствии с кодом микрооперации.

Блок 14 в режимах Самообучение и Дембнстрация обеспечивает подсветку необхо;1,имого органа управления в два этапа: сначала орган управ5

0

5

0

5

ления, на который необходимо воздействовать, индицируется пульсирующим свечением,а затем после воздействия на него оператором в режиме Самообучение или с приходом очередного импульса с генератора 22 в режиме Демонстрация - постоянным свечением.

Генератор 22 выдает импульсы для считывания из блока 1 очередных мик- рокоманд и перевода пульсирующей подсветки органов управления блока-3 в постоянное свечение при установке переключателя 16 в третье положение, соответствующее начальному режиму обучения оператора - Демонстрация изучаемого алгоритма управления.

Переключатель 16, элементы 11, 12 15, 17, 19, 20 и 21 предназначены для установки и организации режимов обу- чения на тренажере: тренировки, самообучения и демонстрации.

Устройство функционирует следующим образом.

После подачи питания все элементы памяти устройства и органы управления устанавливаются в исходное состояние (установочные цепи на чертеже не показаны). Исходное состояние переключателя 16 характеризуется наличием сигнала нуля на двух выходах и сигнала единиц) на одном его выходе. Сигнал единицы с выхода переключателя 16 поступает на входы элементов 11 и 15, а также на вход элемента 17, Таким образом переключатель 16 подготавливает к работе схему регистрации реакций оператора и устанавливает режим обучения тренировка. Далее блок 1 выдает первую микрокоманду. С выходов микропрограммного автомата блока 1 сигналы поступают на информационное табло 2. При этом каждый выход связан с определенным средством индикации (транспарантом, индикатором и т. д.) табло 2 и значение сигнала 1 соответствует задействованию, а значение О - незадействованию данного средства индикации. Одновременно сигналы с вых.одов блока 1 через элемен- ты 11 поступают на входы блока 4, где и запоминаются. Код микрооперации однозначно соответствует номеру органа управления блока 3, на который должно, быть произведено воздействие оператором. Сигналы выходов микропрограммного автомата блока 1 поступают также в счетчик 9, где записывается код времени момента смены ин

дикации на информационном табло 2 от момента начала выполнения микрокоманды. Счетчик 9 Отсчитывает время и в момент соответствия времени коду, записанному в счетчике 9, сигнал с его выхода поступает на управляющий вход информационного табло 2 и разрешает смену индикации в соответствии с сигналами, поступающими с выходов микропрограммного автомата блока I, Одновременно сигнал с выхода счетчика 9 через элемент 17 запускает счетчик 8, Оператор в соответствии с представленной ему индикацией на табло 2 воздействует на органы блока 3, Сигналы с блока 3 через элементы 21 поступают на управляющие входы блока 1, считывая очередную микрокоманду (сигналы с выхода блока 3 на выходы блока 14 подсветки не проходят, так как отсутствуют сигналы на соответствуюищх входах этого блока). Кроме того, через элементы 15 сигналы с блока 3 поступают на блоки 5 и 6, на входы элемента 10 и входы блока 4, В блоке

4происходит поразрядное сравнение сигналов, поступающих с органов управления блока 3, с записанными ранее сигналами. Результаты сравнения поступают в блок 5, Наличие сигналов 1 на выходе блока 4 соответствует ошибочному действию оператора, а значение О на всех выходах блока 4 - правильному выполнению оператором требуемого действия. Кроме того,блок

5регистрирует время, затраченное

оператором на совершенное управляю- I

щее воздействие. Сигнал на выходе элемента 10 останавливает счетчик 8. Код времени, записанный в счетчике 8, сравнивается в блоке 7 с кодом времени, который соответствует нормативному времени выбора и задействования данного органа управления блока 3, Сигналы с блока 7, соответствующие разности требуемого и фактического времени выполнения оператором необходимого воздействия, регистрируются в блоке 5, Таким образом, в соответствии с сигналами на управляющем входе блока 1 осуществляется выбор очередной микрокоманды. На выходах микропрограммного автомата блока 1 появляются сигналы в виде кодов органов управления, соответствующие очередному требуе1 ому действию оператора, на других выходах - сигналы, соответствующие требуемой индикации состояния

5 13 моделируемого объекта управления, а на третьих выходах - код момента времени смены индикации на табло 2.

При выполнении оператором следующего действия в режиме Тренировка цикл функционирования трен.жера повторяется ,

Для перевода тренажера, в режим Самообучение оператору необходимо переключить переключатель 16 в другое положение. При этом снятие единицы с одного выхода переключателя 16 отключает схему регистрации реакций через элементы 11,,15 и Г/, а появле- ние единицы на другом выходе переключателя 16 готовит к реализации подсказку действия оператора, В дальнейшем с выходов блока 1 поступают микрокоманды, согласно которым осу- ществляется смена индикации состояния моделируемого объекта на информационном табло 2 аналогично указанному выше режиму работы тренажера. Сигналы, соответствуюище следующему тре- буемому действию оператора, в выборе которого он испытывает затруднение и нуждается в подсказке, через элементы 12 (открытые сигналом с выхода элемента 20) и дешифратор 13 поступают на блок 14, с. выходов которого сигнал в виде пульсирующего напряжения поступает на входы блока 3 и обеспечивает подсветку органа управления, который необходимо задействовать оператору. Данный орган управления подсвечивается мерцающим свечением. После воздействия оператора на подсвеченный мерцающим светом орган управления сигнал с выхода блока 3 через элементы 21 поступает на входы блока 14, с выхода которого на индикацию соответствующего уже задействованног органа управления блока 3 поступает сигнал постоянного напряжения, пере- водя подсветку этого органа управле ния в постоянное свечение. Кроме того , с выхода блока 3 сигнал поступает на управляющий вход, блока 1 для выдачи очередной микрокоманды. При этом, если оператору нет необходимости пользоваться подсказкой для выпол нения очередного действия, он может самостоятельно перевести переключатель 16 в первое положение и продол- жать выполнять алгоритм управления в режиме Тренировка, а в случае необходимости вновь обратиться к подсказке указанным ранее способом.

о Q 5 Q g

5

196

На начальном этапе обучения эффективность подготовки оператора значительно повьшшется при использовании такого режима функционирования тренажера, как демонстрация ему всей последовательности выполнения изучаемого алгоритма управления.

При установке переключателя 16 в третье положение, что соответствует выбору режима Демонстрация, так же как и в режиме Самообучение, отключена схема регистрации реакций через группы элементов 11, 15 и 17, а появление единицы на третьем выходе переключателя 16 обеспечивает подачу пульсирующего напряжения, так же как и при подсказке, с выходов блока 14, сигнал на вторые входы которого поступает через дешифратор 13, элементы 12,выходы блока 1 и выход элемента 20. Перевод соответствующего подсве- ченного мерцаюид1м светом органа управления блока 3 в постоянное свечение производится за счет генератора 22 следуюищм образом. Частота поступления импульсов с генератора 22 регулируется и настраивается персонально каждым обучаемым исходя из его индивидуальных скоростных характеристик (органы настройки на чертеже не по- каза ны). Таким образом, импульс для перевода органа управления блока 3 из режима пульсирующего свечения в постоянное сначала поступает на вход элемента 19, который открыт единичным сигналом с выхода переключателя 16. Далее сигнал с выхода элемента 19 поступает через элементы 21 на входы блока 14, а сигнал с его выхода переводит мерцающий орган управления блока 3 в постоянное свечение. Кроме того, сигнал с выходов элементов 21 поступает на управляющий вход блока 1 и производит выдачу очередной микрооперации до последней операции изучаемого алгоритма управления. Таким образом, в режимах Самообучение и Демонстрация исключается регистра-- ция действий оператора и осуществляется подсказка ему как очередного действия, так и всех последующих (в случае необходимости в режиме Демонстрация ), При этом в процессе обучения оператор может самостоятельно (с помощью переключателя 16) переводить тренажер в любой режим работы, что расширяет его дидактические возможности за счет обеспечения минимального участия инструктора в процессе обучения, что особенно важно при подготовке многочисленных групп операторов.

Формула изобретения

Устройство ддя обучения операторов содержащее блок задания программы

обучения, выходы первой группы КОТОРО

го соединены с соответствующими информационными входами первой группы пульта оператора, выходы второй группы - с первыми входами соответствующих элементов И первой и второй групп а выходы третьей группы - с соответствующими входами первого счетчика времени, выход которого подключен к управляющему входу пульта оператора и к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с информационным входом второго счетчика времени, а второй вход - с первым выходом переключателя,, подключенным к вторым входам элементов И первой группы и к первым входам элементов И третьей, группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами пульта оператора, а выходы - с соответствую- пшми входами первой группы первого блока сравнения и блока регистрации и с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и блока кодирования, выходы которого подключены к соответствующим входам первой группы второго блока сравнения, выходы которого соединены с соответствуюпщми входами второй группы блока регистрации, а

Составитель А.Карлов Редактор М.Андрутенко Техред Л.Олийнык

Заказ 5569/50 Тираж 433Подписное

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

д

5 0

5

0

5

входы второй группы - с соответствующими выходами второго счетчика времени, установочный вход которого подключен к выходу первого элемента Ш1И, выходы первого блока сравнения соединены с соответствующими входами третьей группы блока регистрации, а входы второй группы - с выходами соответствующих элементов И первой группы, дешифратор, входы которого подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы, а выходы- К соответствую цим входам первой группы блока индикации, выхода: которого соедй нены с соответствующими информационными входами второй группы пульта оператора, отличающееся тем, что, с Целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены вторые элементы И и ИЛИ, группа элементов ИЛИ и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первым входам элементов HJDi группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами пульта оператора, а выходы - с соответствующими входами блока задания программы обучения и с соответствующими входами второй группы блока индикации, второй выход переключателя соединен с вторым входом второго элемента и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к третьему выходу переключателя, а выход - к вторым входам элементов И второй группы.

Корректор Г.Решетник

Изобретение относится к тренажерам и может быть использовано для подготовки операторов систем управления. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства за счет предоставления оператору возможности самостоятельно выбирать режим работы устройства, обеспечивающий проведение тренировок при минимальном участии инструктора., что особенно важно при обучении многочисленных групп операторов. Цель достигается тем, что в него дополнительно введены генератор 22 тактовых импульсов, второй элемент И 19, второй элемент ИЛИ 20, группа 21 элементов ИЛИ и тр-етий выход переключателя 16, Устройство также содержит блок 1 задания программы обучения, пульт 18 оператора, элементы И 11 и 12 первой и второй групп, дешифратор 13, блок 14 индикации, элементы И 15 третьей группы, блоки 4 и 7 сравнения, блоки регистра- ции 5 и кодирования 6, счетчики 8 и 9 времени, элементы ИЛИ 10, И 17. 1. ил. (О 00 СП ю О1