Устройство для оценки работы операторов Советский патент 1988 года по МПК G09B9/00 

(21). 4247362/24-24

(22) 19.05.87

(46) 30.11.88. Бкш. № 44

(71)Омский институт инженеров железнодорожного транспорта

(72)В.М.Кузнецов и Р.А.Ахмеджанов

(53)681.3.071(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1325550, кл. G 09 В 9/00, 1986.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ РАБОТЫ ОПЕРАТОГОВ

(57)Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для оценки работы операторов. Цель изобретения - повышение точности и расширение дидактических возможностей устройства, для чего блок 5 интегрирования суммы модулей ошибок регулирования выполнен многоканальным с разделением сигнала по уровням. При этом в устройство, содержащее блоки 1 сравнения, блоки 2 вьиеления модуля ошибки, масштабирующие блоки 3, сумматор 4, блок 5 интегрирования, переключатель 6 и индикатор 7, введены последовательно включенные задатчик 8 уровня сигналов, селектор 9 и блок 10 задания режимов работы. 5 ил.

S

Фu&.i

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано при обучении операторов технологических объектов и в научно- исследовательских целях.

Целью изобретения является повышение точности устройства и расширение его дидактических возможностей.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройстваi на фиг. 2 - принципиальная схема задатчика уровней , на фиг, 3 - структурная схема селектора; на фиг, 4 - принципиальная схема полуавтоматического блока переключения режимов работы и блока интегрирования; на фиг, 5 - структурная схема ключа.

Каждая цепЬ контроля параметров содержит последовательно соединенные блок 1 сравнения, блок 2 выделения модуля ошибки и масштабирующий блок 3, выходы этик цепей подключены к входам сумматора 4, выход которого подключен к входу блока 5 интегрирования, выходы которого через переключатель 6 подключены к индикатору 7 (фиг. J).

Последовательно соединены задат- чик 8 уровня сигналов, селектор 9 и полуавтоматический блок 10 задания режимов работы, выходы которого подключены к управляющим входам блока 5 интегрирования. Выходы задатчика 8 подключены к входам переключателя 6, Выход сумматора 4 подключен к входам селектора 9 и переключателя 6.

Задатчик 8 состоит из делителей И на пряжения, входы которых подключены параллельно к клеммам источника питания (фиг, 2),

Селектор 9.содержит кнопку 12 управления, сумматоры 13, ключи 14 и

ходы ключей 14 и 15 являются выходами селектора 9,

Блок 10 состоит из делителей 17 напряжения, последовательно включенных резисторов 18, подключенных к замыкающим контактам 19 реле 20, размыкающие контакты которого соединены через резисторы 21 с корпусом. ОбмотJQ ка реле 20 подключена к источнику через контакт кнопки 22 управления (фиг, 4). Переключающийся контакт 19 соединен с информационным входом (переключающимся контактом) коммутатора

15 23, инверсный выход (размыкаюший контакт) которого подключен к первому выводу резистора 24, Прямой выход (замыкающий контакт) коммутатора 23 подключен к первому выходу конденсато20 ра 25, а его второй вывод и второй вывод резистора 24 подключены к выходу операционного усилителя 26 блока 5, инвертирующий вход которого соединен с переключающимся контактом 19,

25 Ключ 14 выполнен в виде последовательной цепи, состоящей из нуль-органа 27, диода 28 и инвертора 29, подключенной к сигнальному входу компаратора 30, управляющий вход которого

30 является первым (включающим) входом ключа 14, а вход нуль-органа 27 является вторьм (отключаюш;им) входом ключа 14, Ключ 15 выполнен на реле.

Устройство работает следующим об35 разом,

В исходном состоянии блок 10 (фиг, 1) находится в режиме Подготовка : контакт кнопки 22 (фиг, 4) разомкнут, обмотка .реле 20 обесточе40 на, через размыкающие и переключающиеся контакты 19 входы операционных усилителей 26 через резисторы 21 соединены с корпусом прибора. Коммутаторы 23 находятся в исходном состоя15 и делитель 16 напряжения (фиг, 3), , когда информационный вход соедиПервые входы сумматоров 13 и ключа 14нен с инверсным выходом и в цепь отподключены к переключающемуся контак-ридательной обратной связи операциту кнопки 12 управления. Ее замыкаю-онного усилителя 26 включен резистор

щий контакт соединен с выходом дели- теля 16 напряжения, подключенного к клеммам источника питания, а размыкающей объединен с первым входом селектора 9. Вторые входы сумматоров 13 объединены с последующими входами селектора 9. Выход каждого сумматора 3 подключен к второму входу соответствующего ключа 14 и первому входу последующего ключа 14 или 15, Ключи .14 имеют два входа, ключ 15 - один, Выходы ключей 14 и 15 являются выходами селектора 9,

Блок 10 состоит из делителей 17 напряжения, последовательно включенных резисторов 18, подключенных к замыкающим контактам 19 реле 20, размыкающие контакты которого соединены через резисторы 21 с корпусом. Обмотка реле 20 подключена к источнику через контакт кнопки 22 управления (фиг, 4). Переключающийся контакт 19 соединен с информационным входом (переключающимся контактом) коммутатора

23, инверсный выход (размыкаюший контакт) которого подключен к первому выводу резистора 24, Прямой выход (замыкающий контакт) коммутатора 23 подключен к первому выходу конденсатора 25, а его второй вывод и второй вывод резистора 24 подключены к выходу операционного усилителя 26 блока 5, инвертирующий вход которого соединен с переключающимся контактом 19,

Ключ 14 выполнен в виде последовательной цепи, состоящей из нуль-органа 27, диода 28 и инвертора 29, подключенной к сигнальному входу компаратора 30, управляющий вход которого

является первым (включающим) входом ключа 14, а вход нуль-органа 27 является вторьм (отключаюш;им) входом ключа 14, Ключ 15 выполнен на реле.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии блок 10 (фиг, 1) находится в режиме Подготовка : контакт кнопки 22 (фиг, 4) разомкнут, обмотка .реле 20 обесточена, через размыкающие и переключающиеся контакты 19 входы операционных усилителей 26 через резисторы 21 соединены с корпусом прибора. Коммутаторы 23 находятся в исходном состоя™1И, когда информационный вход соеди0

24, т,е, интегратор находится в режиме Усиление,

Режим Подготовка - усиление дает возможность установить О операционных усилителей 26 блока 5 по индикатору 7-(фиг, 1), устанавливая переключатель 6 последовательно в положения, соответствующие вьпсодам блока 5 (схема установки О операционного усилителя не показана).

Постепенно повышают выходное напряжение делителя 16, через замыкающий и переключающийся контакты кнопки 12 во включенном ее состоянии повышается напряжение на первых входах сумматоров 13, Это приводит к поочередному включению ключей 14 или 15 и коммутаторов 23, когда информационный вход коммутатора соединен с прямым выходом, т.е. в цепи отрицательной обратной связи усилителя 26 включен конденсатор 25, или интегратор блока 5 включен в режим Интегрирование. Режим Подготовка - интегрирова ние дает возможность перевести блок 5 в исходное состояние .

После включения кнопки 22 запиты- вается обмотка реле 20, контакты 19 подключают делители 17 к входам интеграторов блока 5, т.е. включается режим Работа.

В режиме Работа - усиление устанавливаются требуемые значения весовых коэффициентов с помощью делителей 17 в результате измерения некоторого произвольного значения напряжения на выходе сумматора 4 в первом положении переключателя 6 индикатором 7 и напряжения на выходе соответствующего интегратора блока 5 в соответствующем положении переключателя 6.

Устанавливаются требуемые значения масштабов блоков 3, выполненных в виде операционных усилителей с перестраиваемыми коэффициентами усиления (ослабления).

Блок 3 позволяет осуществить ручное нормирование мрдуля сигнала ошибки по величине напряжения, пропорционального заданному значению контролируемого параметра усиления; уменьшить полученное значение коэффициента усиления в соответствии с принятыми приоритетами каналов контроля; снизить коэффициент усиления пропорционально числу каналов контроля (точнее, сумме весовых коэффициентов); уменьшить коэффициент усиления, чтобы избежать перегрузки масштабирующего блока 3 в переходных режимах.

Установка требуемого значения коэффициента усиления масштабирующего блока 3 осуществляется следую- щим образом.

На прямой вход блока 1 подается некоторое напряжение. На масштабирующем блоке 3 выставленб фиксированное значение коэффициента усиления, рав0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ное единице. Это напряжение измеряется индикатором 7 в первом положении переключателя 6. Полученное значение напряжения множается на вычисленный ранее коэффициент усиления блока 3.. Изменением сопротивления обратной связи усилителя блока 3 по индикатору 7 выставляют это значение напряжения.

Требуемые значения контролируемых уровней ошибок управления устанавливаются по индикатору -7 в соответствующих положениях переключателя 6 с помощью делителей 11. Первый низший уровень сигнала устанавливается равным уровню ограничения сигнала снизу.

К прямым входам блоков 1 подключают заданные значения сигналов, к инверсным фактические.

Работа устройства начинается с включения режима Работа блока 10. На индикаторе 7 в первом положении переключателя 6 отображается мгновенное значение модуля суммарной ошибки управления..

Если выходное напряжение сумматора 4 отличается от нуля, по первому входу включается ключ 14 и сигналом с его выхода включается первый коммутатор 23, включающий первый интегратор блока 5 в режим Интегрирование. Напряжение с выхода сумматора 4 поступает на вход блока 5 и через делитель 17, резистор 18, замыкающий контакт 19 подается на вход первого интегратора блока 5, интегрируется, на выходе .получают интегральную оценку управления.

При достижении сигналом на первом входе селектора 9 величины напряжения второго уровня выходное напряжение первого сумматора 13 меняет знак на положительный, что приводит к отключению первого ключа 14 по второму входу и первого коммутатора 23 и включению второго ключа 14 по первому входу и второго коммутатора 23. Первый интегратор блока 5 переключается в режим Усиление с хранением информации, второй - в режим Интегрирование .

При снижении мгновенной оценки выходное напряжение второго сумматора 13 меняет знак на отрицательный,нуль- орган 27 переключается в положение О и компаратор 30 и второй ключ 14 включаются по первому входу, так как

напряжение на втором входе компара- тора 30 исчезло. В результате включается второй интегратор блока 5 в режим Интегрирование, а третий - в режим Усиление с хранением информации на конденсаторе 25. Отключение третьего ключа при отсутствии напряжений на обоих входах обусловлено тем, что характеристики ключей 4 и 15 смещены таким образом, что включение происходит не при нуле, а при некотором положительном значении входного сигнала.

По окончании цикла управления в режиме Подготовка - интегрирование осущест вляется считывание по индикатору 7 в соответствующих положениях переключателя 6 значений интегральных оценок управления по зонам ошибок

Формула изо бретения Устройство для оценки работы операторов, содержащее блоки сравнения, входы которых являются соответству- ющими входами заданньк и контролируесриг2.

мых параметров, а выходы соединены с входами соответствующих блоков выделения модуля ошибки, сумматор, выход которого соединен с информационным входом блока интегрирования и первым входом переключателя, а входы - с выходами соответствующих масштабирующи блоков, входы которых подключены к выходам соответствующих блоков выделения модуля ощибки, второй вход переключателя соединен с выходом блока интегрирования, а выход - с входом индикатора, отличающееся тем, что , с целью повьшения точности и расширения дидактических возможностей устройства, в него введены задатчик уровня сигналов, селектор и блок задания режимов работы выход которого подключен к управляющему входу блока интегрирования, а вход - к выходу селектора, один вход которого соединен с вьпсодом сумматора, а другой - с выходом задатчика уровня сигналов, подключенным к третьему входу переключателя.

//

Физ.Э

.

Ф(е.