Устройство для обучения операторов Советский патент 1990 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к техническим средствам обучения операторов и может бить использовано в тренажерах для подготовки операторов систем управле- ния.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства с повышением эффективности обучения операторов своевременным действиям при выполнении алгоритмов управления.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит регистр 1 адреса микрокоманды, блок 2 памяти мик- ропрограммы, регистр 3 микрокоманды, информационное табло 4, блок 5 -вода ответных действий оператора, блок 6 сравнения, элемент ШИ 7, элемент 8 задержки, элемент ИЛИ 9, трш гср 10, генератор 11 тактовых импульсов, эл&- мент 12 запрета, счетчик 13, элемент ИЛИ 14, элемент 15 задержки, блок 6 сравнения, триггер 17, блок 18 звуковой сигнализацииt элемент 19 задерж- ки, элемент ИЛИ 20, триггер 21, элемент И 22, счетчик J23, регистры 24 и 25 числа, блок 26 сравнения, элемент 27 задержки, элементы 28-30 задержки и формирователь 31 импульсов для управления звуковой сигнализацией.

Регистр 1 предназначен для хранения данных об управляющей составляющей алгоритма деятельности оператора. Регистр 1 хранит в ячейках адреса микрокоманд (в блоке 2 памяти микропрограммы) , соответствующих операциям алгоритма. Регистр 1 имеет столько ячеек, сколько операций содержит алгоритм деятельности, плюс одна ячейка, фиксирующая момент завершения выполнения алгоритма. При появлении сигнала на один яход регистра 1 производится выбор первой микрокоманды мик5

0

5

0 п 5

0 ,

ропрограммы, соответствующе- первой операции алгоритма управления. С поступлением сигналов па друг -Ч вход регистра 1 здреса производится сдпи и считывание следующей микрокоманды микропрограммы, соответствующей очередной операции алгоритма.

Бпок 2 служит для хранения параметров алгоритма деятельности. В блоке 2 хранятся п риде микропрограмм, микрокоманды, соответствующие операциям алгоритма деятельности оператора.

Регистр 3 пр,. назначен для кратковременного хранения параметров текущей операции алгоритма деятельности оператора. Каждая микрокоманда состоит из трех микроопераций, в первой н : которых хранится код органа информационного табло 4, который изменяет свес состояние в данной операции, во второй микрооперации находится код органа блока 5, а в третьей - код времени, отведенного для выполнения оператором всех предыдущих н данной операции алгоритма деятельности. Содержимое первой микрооперации по первым выходам регистра 3 поступает на входы информационного табло 4. Код из второй микрооперации по вторым выходам регистра 3 передается на входы блока 6 сравнения, а информация из . третьей микрооперации микрокоманды поступает по третьим выходам регистра 3 на входы блока 1 сравнения.

Информационное табло 4 и блок 5 являются Физической модепью пульта оператора на его рабочем месте при выполнении задам управления объектами.

Блок 6 предназначен для оценки безошибочности действий оператора за счет сравнения кодов требуемого орга51534485

на блока 5, задействованного оператором, поступающих на входы блока 6.

Элементы ИЛИ 7 и 8 задержки синхронизируют моменты считывания содержимого второй микрооперации микрокоманды из регистра 3, а также сравнения в блоке 6 о

Триггер 10 служит для организации прерывания в работе счетчика 13 на время считывания информации из него.

Генератор 1 1 предназначен для ; представления значения времени действий оператора по выполнению операций алгоритма - в код, первый вход генератора 1 - для его останова, а второй - для запуска.

Счетчик 13 предназначен для подсчета числа импульсов, выработанных генератором 1I за время, прошедшее с начала тренировки (запуска устройства} до выполнения текущей операции алгоритма.

Блок 16 предназначен для сравнения времени, затраченного оператором на выполнение всех операций, включая текущую, от начала тренировки, с эталонным значением времени, отводимого

6

Элементы 19-30 задержки предназначены для синхронизации работы схемы устройства.

Формирователь 31 в зависимости от ° результата сравнения в блоке 26 производит увеличение частоты звука сигнализации блока 18, если время, затраченное оператором на выполнение те10 кущей операции, больше, чем затрачено на предыдущую операцию. В случае, если это время меньше затраченного на выполнение предыдущей операции, формирователь 31 выдает сигнал на уменьjg шение частоты звука.

Устройство функционирует следующим образом.

При включении устройства на вход регистра 1 поступает сигнал с внешнего входа 32 устройства при его запуске. По данному сигналу производится запуск генератора I1 и выбор микрокоманды в блоке 2, соответствующей первой операции алгоритма деятельности.

25 Содержимое данной микрокоманды из блока 2 переписывается в регистр 3, что приводит к появлению сигналов на его первых выходах. Данный сигнал поступает на вход триггера 21 и на

20

35

на выполнение данных операций в соот- 30 вход табло 4, производя смену состояния соответствующих его органов.

Человек-оператор, восприняв данную информацию, воздействует на орган блока 5. Код задействованного органа поступает на входы блока 6,и через элемент ИЛИ 7 сигнал поступает на , вход регистра 3 и элемент 8. По этому сигналу содержимое второй микрооперации по выходам регистра 3 поступает на входа блока 6, а сигнал на сравнение поступает на вход блока 6 с выхода элемента 8.

ветствин с временным нормативом.

Триггер 17 управляет запуском и остановом блока 18, который сообщает обучаемому о наличии дефицита времени, т.е. его оставания от эталонного временного графика. При этом после запуска блока 18 за счет появления сигнала на его первом входа . частота звука может как возрастать, в случае возрастания дефицита, так и убывать в противном случае за счет появления сигналов на его втором и третьем входах соответстненно.

Триггер 21 управляет включением счетчика 23, который подсчитывает время, затраченное оператором на выполнение текущей операции.

Регистр 24 хранят число, подсчитанное счетчиком 23, для последующего сравнения в блоке 26.

Регистр 25 предназначен для хранения кода времени, затраченного оператором на выполнение операции, предшествующей текущей операции.

40

Импульсы, вырабатываемые генерато- 45 РОМ 11, с момента смены состояния органов табло 4 поступают через элемент 12 на вход счетчика 13, который подсчитывает затрачиваемое оператором время на выполнение всех операций 5о алгоритма. Кроме того, импульсы с выхода генератора 11 поступают на один вход элемента И 22, на другом входе которогр присутствует сигнал с прямого выхода триггера 21 в тече

6

Элементы 19-30 задержки предназначены для синхронизации работы схемы устройства.

Формирователь 31 в зависимости от результата сравнения в блоке 26 производит увеличение частоты звука сигнализации блока 18, если время, затраченное оператором на выполнение те0 кущей операции, больше, чем затрачено на предыдущую операцию. В случае, если это время меньше затраченного на выполнение предыдущей операции, формирователь 31 выдает сигнал на уменьg шение частоты звука.

Устройство функционирует следующим образом.

При включении устройства на вход регистра 1 поступает сигнал с внешнего входа 32 устройства при его запуске. По данному сигналу производится запуск генератора I1 и выбор микрокоманды в блоке 2, соответствующей первой операции алгоритма деятельности.

5 Содержимое данной микрокоманды из блока 2 переписывается в регистр 3, что приводит к появлению сигналов на его первых выходах. Данный сигнал поступает на вход триггера 21 и на

0

Импульсы, вырабатываемые генерато- РОМ 11, с момента смены состояния органов табло 4 поступают через элемент 12 на вход счетчика 13, который подсчитывает затрачиваемое оператором время на выполнение всех операций алгоритма. Кроме того, импульсы с выхода генератора 11 поступают на один вход элемента И 22, на другом входе которогр присутствует сигнал с прямого выхода триггера 21 в тече

Изобретение относится к техническим средствам обучения операторов и может быть использовано в тренажерах для подготовки операторов систем управления. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Устройство дополнительно содержит четвертый элемент ИЛИ 20, третий триггер 21, элемент И 22, второй счетчик 23, первый 24 и второй 25 регистры числа, третий блок 26 сравнения, четвертый 27, пятый 28, шестой 29 и седьмой 30 элементы задержки и формирователь 31 импульсов для управления звуковой сигнализацией. Устройство также содержит регистр 1 адреса, блок 2 памяти, регистр 3 микрокоманды, информационное табло 4, блок 5 ввода ответных действий оператора, блок 6 сравнения, элемент ИЛИ 7, элемент 8 задержки, элемент ИЛИ 9, триггер 10, генератор 11, элемент 12 запрета, счетчик 13, элемент ИЛИ 14, элемент 15 задержки, блок 16 сравнения, триггер 17, блок 18 звуковой сигнализации и элемент 19 задержки. Устройство позволяет повысить эффективность подготовки операторов на этапе своевременности выполнения как отдельных операций, так и алгоритма деятельности в целом за счет оперативного предъявления обучаемому информации о возрастании или снижении временного "дефицита" при выполнении алгоритмов управления. 1 ил.

Влок 26 служит для сравнения вре- gg ние всего времени выполнения текущей мени, затраченного оператором на вы- операции алгоритма. Проходя элемент полнение текущей операции, с временем, И 22,импульсы подсчитываются счетчи- потребовавгаимся ему при выполнении ком 23, что соответствует времени, предыдущей операции.затраченному на выполнение операции.

В случае допущения оператором ошибки совпадения кодов, поступивших на входы блока 6 сравнения, не произойдет и сигнала на его выходе не будет. Если оператор выполнил требуемое действие правильно, то на выходе блока 6 появится сигнал, который поступит на вход триггера 21 и на вход элемента ИЛИ 9, что приведет к прекращению работы первого 13 и второго 23 счетчиков. Кроме того, данный сигнал, поступив на вход регистра 3, приведет к считыванию кода времени, отведенного на выполнение данной и всех предыдущих операций, по его третьим выходам на входы блока 16, и,наконец, данный сигнал поступит через элемент 19 на вход регистра 1 для выбора очередной операции алгоритма. Кроме т.ого, сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 поступает на вход триггера 10, который поступает на вход элемента 12 и закрывает его, на вход триггера 10 и на управляющий вход счетчика 13. По этому сигналу счетчик обнуляется, а его содержимое переписывается в блок 16. По другим входам блока 16 в него переписано содержимое третьей микрооперации регистра 3. Сигнал на сравнение поступает с выхода элемента 15. Если в результате сравнения затраченное на операцию алгоритма время меньше эталонного, то сигнал присутствует на первом выходе блока 16 и поступает н вход триггера 17. В противном случае сигнал появится на втором выходе блока 16, который соединен с другим входом триггера 17, а это, в свою очередь, приведет к запуску блока 18.

Сигнал с выхода блока 6 поступает и на элемент 27, с выхода которого о подается на управляющий вход счетчика 23, в котором подсчитано время, затраченное на выполнение текущей операции, и на элемент 28. Содержимо счетчика 23 переписывается в регистр 24 о Сигналом с выхода элемента 28 обнуляется содержимое считчика 7.3, а содержимое регистра 25 переписываетс в блок 26. Сигнал с выхода элемента 29 поступает на вход регистра 24 и переписывает его содержимое в блок 2 и в регистр 25. Сигнал на проверку совпадения поступивших кодов поступает с выхода элемента 30. В первой операции алгоритма совпадения этих

5

0

5

кодов не произойдет, поскольку в регистре 25 в этом случае записаны О, поэтому изменений в состоянии блока 18 не будет.

При выполнении второй операции алгоритма деятельности устройство функционирует в описанном порядке, т.е., если в результате сравнения в блоке 16 окажется, что время, затраченное на первую и вторую операции алгоритма, больше эталонного значения времени, отведенного на выполнение двух данных операций, то сигнал будет присутствовать на выходе блока 16, ас него поступает на вход триггера 17, единичный выход которого оставляет включенным блок 18., В противном случае сигнал появится на первом выходе блока 16 и поступит на вход триггера 17, отключая тем cas-ым блок 18.

Итак, блок 18 включается или отключается в результате сравнения затраченного и эталонного времени в процессе выполнения апгорнтма на каждой операции алгоритма. Управление частотой звука блока 18 производится по результатам сравнения значений вре- 0 мени, затраченного на текущую и предыдущую операции алгоритма. Данные знэчйния хранятся в регистрах 24 и 25 соответственно и поступают на сравнение в блок 26. Если время на текущую операцию больше времени на предыдущую операцию, то это значит, что дефицит времени у оператора возрастает и сигнал с выхода блока 26 поступает на первый вход формирователя 31 и с него - на второй вход блока 18, что приводит к увеличению частоты звука устройства. В противном случае, когда оператор стал работать быстрее и ликвидирует имеющийся дефицит, сигнал появится на втором выходе блока 26 и поступит на второй вход формирователя 31, С выхода последнего подается сигнал на третий вход блока 18 для уменьшения частоты звука устройства.

Предлагаемое устройство расширяет дидактические возможности тренажера для подготовки операторов на этапе отработки своевременности выполнения как отдельных операций, так и алгоритма деятельности в целом за счет оперативного представления обучаемому информации о возрастании или t снижении временного дефицита для

5

0

5

0

5

выполнения оставшихся операций алгоритма .

Формула изобретения

Устройство для обучения операторов, содержащее регистр адреса, установочный вход которого является входом устройства, а выходы группы под- клхчены к соответствующим входам блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра микрокоманды, выходы первой группы которого подключены к соответствующим входам информационного табло, выходы второй группы - к соответствующим входам первой группы первого блока сравнения, а первый управляющий вход - к выходу первого эле .июментв ИЛИ, соединенному с входом первого элемента задеркки, выход которого подключен к управляющему входу первого блока сравнения, выход -которого соединен с входом второго элемента задержки, а входы второй группы - с соответствующими выходами блока ввода ответных действий оператора и с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, первый триггер, R-вход которо о подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый счетчик, выходы которого соедиьлны с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ и с соотне ствукшхими информационными входами первой группы второго блока сравнения, первый и второй выходы которого подключены к R- и S-входам соотнесств нно, второго триггера, единичный выход которого соединен с первым входом блока звуковой сигна- лизации, информационные входы второй группы второго блока сравнения подключены к соответствующим выходам третьей группы регистра микрокоманды,

а упр -паяющий нход - к выходу третье- д задержки и входом седьмого элемента

го задержки, вход которого с е;л-1нен с выходом третьего элемента ИЛИ, единичный иыход и S-вход первого триггера подключены к установочному входу первого счетчика и управляющему элемента запрета, выход которого cot-динен с информационным svoflOM первого счетчика, а информационный вход - с выходом генератора, вход запуска готорого подключен к установочному пхолу регистра адреса,

0

5

Q Q

а вход останова - к выходу переполнения регистра адреса и первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, подключенным к второму управляющему входу регистра микрокоманды, выход второго элемента задержки соединен с информационным входом регистра адреса, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены четвертый элемент ИЛИ, третий триггер, элемент И, второй счетчик, первый и второй регистры числа, третий блок сравнения, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы задержки и формирователь импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами блока звуковой сигнализации, а первый и второй входы - с соответствующими выходами третьего блока срав- 5 нения, информационные входы первой и второй групп которого подключены . соответственно к выходам первого и второго регистров числа, а управляющий вход - к выходу седьмого элемента задержки, вход пятого элемента задержки соединен с выходом четвертого элемента задержки и управляющим входом второго счетчика, а выход - с входом шестого элемента задержки, управляющим входом второго регистра числа и установочным входом второго

0

5

счетчика, информационный вход которого подключен к выходу элемента И, а выходы - к соответствующим информационным входам первого регистра числа, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами второго регистра числа, а управляющий вход - с выходом шестого элемента

задержки, вход четвертого элемента задержки подключен к выходу первого блока сравнения и R-входу третьего триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, а S-вход - с выходом четвертого элемента ИЛИ, входы которого подключены к соответствующим выходам первой группы стра микрокоманды, второй вход элемента И соединен с выходом генератора.