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

Изобретение относится к техническим средствам обучения операторов и может быть использовано в тренажерах для подготовки операторов систем управления.

Цельд зобретения - расширение дидактических возможностей устройства.

На чертэже представлена схема устройства.

Устройство содержит блок 1 памяти, информационное табло 2, блок 3 ввода ответных действий оператора, блок 4 сравнения, блок 5 регистрации (действий оператора), первую группу элементов 1/1 6, вторую группу элементов И 7, третью группу элементов И 8, дешифратор 9, коммутатор 10 управления засветкой органов управления, первый элемент ИЛИ 11, второй элемент ИЛИ 12, третий элемент ИЛИ 13, первый элемент И 14, второй элемент И 15, переключатель 16 (режима работы устройства), первый 17, второй 18 генераторы, первый 19, второй 20 триггеры, счетчик 21, третий элемент И 22, четвертый элемент ИЛИ 23 и элемент 24 задержки. Кроме того, на чертеже изображен человек - оператор 25.

Блок 1 предназначен для задания алгоритма работы оператора по выполнению одной из реальных задач управления объектом. Он состоит из последовательно соединенных элемента ИЛИ, регистра адреса микрокоманды, блока памяти микропрограммы и регистра микрокоманды. Количество м икрокоманд микропрограммы соответствует числу операций алгоритма деятельности. Каждая микрокоманда состоит из двух микроопераций:в первой хранится код органа информационного табло 2, который изменяет свое состояние в данной операции алгоритма управления, во второй - код органа блока 3, на который оператор должен воздействовать в данной операции алгоритма. Выходы первой микрооперации являются первыми выходами блока 1 и подключены к входам информационного табло 2. Вторые выходы блока 1 соединяют выходы второй микрооперации через элементы И 6 с входами блока 4 сравнения, а через элементы Т и дешифратор 9 - с входами коммутатора 10, Информационное табло 2 предназначено для отображения состояния моделируемого объекта управления.

Органы 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) для подсказки оператору очередного воздействия на органы в режимах самообучения. Блок 4 служит для выявления ошибочных действий оператора на органы управления блока 3. Блок 5 предназначен для регистрации действий оператора по управлению моделируемым

объектом управления, ошибок при выполнении этих действий и соответствующих режимов, в которых организовано обучение в данной тренировке.

Дешифратор 9 через коммутатор Юосу0 ществляет выбор данного органа управления в соответствии с кодом, записанным во второй микрооперации микрокоманды. Коммутатор 10 обеспечивает подсветку необходимого органа управления в два этапа.

5 Сначала орган управления, на который необходимо воздействовать, индицируется пульсирующим свечением, а затем, после воздействия на него оператором 25 - постоянным свечением. Переключатель 16, эле0 менты 6-8, элементы 11-13 и 23, элемент24, элементы 14 и 15 предн-азначены для организации режимов обучения на тренажере; Тренировка, Подсказка, Демонстрация и Подсказка по времени.

5Генератор 17 служит для обеспечения

смены информации на табло 2 при функционировании тренажера в режиме Демонст- рация. Генератор 18 совместно со счетчиком 21 позволяют подсчитывать вре0 мя, отведенное на выполнение текущей операции алгоритма оператором, по истечении которого требуемый для задействования орган управления подсвечивается проблесковым свечением.

5Устройство работает следующим образом.

После подачи питания регистры блока 1 и информационное табло 2, органы управления блока 3, блоки 4 и 5, коммутатор 10,

0 счетчИк 21 устанавливаются в исходное состояние (установочные цепи не показаны). Исходное состояние переключателя 16 характеризуется наличием сигнала 1 на одном выходе и сигнала О на других.

5В режиме Тренировка переключатель

16 устанавливается в первое положение, что обеспечивает подключение блока, 4 к работе через элементы 6 и 8. В данном режиме сигнал с первого выхода переключате- 0 ля 16 поступает на входы элементов И 6 и на входы элементов И 8. Блок 1 выдает первую микрокоманду. С первых выходов блока 1 сигналы поступают на входы информационного табло 2. При этом каждый выход свя- 5 зан с определенным средством индикации (транспарантом, индикатором и т.д.) табло 2. Значение сигнала 1 соответствует задействованию, а значение О - незадействованию данного средства индикации. Одновременно сигнал с вторых.выходов

блока 1 через элементы И 6 поступает на входы блока 4, где и запоминается. Код микрооперации, поступившей на данные выходы, однозначно соответствует номеру органа управления блока 3, на который дол- жно быть осуществлено воздействие оператора в данной операции алгоритма.

.Оператор, восприняв изменение состояния информационного табло 2, воздействует на органы блока 3. Сигналы с органов управления блока 3 через элемент ИЛИ 11 поступают на вход блока 1, считывая очередную микрокоманду. Кроме того, сигналы с выходов блока 3 через элементы И 8 проходят на входы блока 4, где происходит сравнение задействованного и требуемого органов блока 3. Результат сравнения поступает в блок 3. Наличие значений сигналов 1 на выходах блока 4 соответствует ошибочному действию оператора, а значе- ние О на всех выходах блока 4 соответствует правильному выполнению оператором требуемого действия. При этом наличием сигнала на первом входе блока 5 фиксируется номер режима обучения, в котором вы- полнено текущее действие по выполнению алгоритма управления.

При выполнении оператором следующего действия в режиме Тренировка цикл работы тренажера повторяется. В том слу- чае, если оператору затруднительно работать в данном режиме, т.е. он допускает ошибки в выборе требуемого органа блока 3 при выполнении очередной операции, он может перевести тренажер в режим Под- сказка. В этом случае тренажер обеспечивает подсказку органа блока 3 для задействования в очередной операции оператором, подсвечивая данный орган проблесковым светом.

В режиме Подсказка сигнал 1 появляется на втором выходе переключателя 16, а на остальных его выходах присутствует сигнал О. При этом снимается сигнал с входов элементов 6 и 8, а появляется на входах элементов И 7. С первых выходов блока 1 поступают микрокоманды, за счет чего осуществляется смена индикации состояния моделируемого объекта на инфор- мационном табло 2, аналогично следующему требуемому действию оператора, через элементы И 7, дешифратор 9, поступают на входы коммутатора 10, с выходов которого сигнал в виде пульсирующе- го напряжения поступает на подсветку соответствующего органа управления блока 3, который-необходимо задействовать оператору. Соответствующий орган управления посвечивается мерцающим светом.

После воздействия оператора на подсвеченный мерцающим светом орган управления сигнал с выхода блока 3 через элемент ИЛИ 11 поступает на вход коммутатора 10, мерцающее свечение задействованного органа управления прекращается и он засвечивается постоянным светом. Кроме того, сигнал с выхода блока 3 поступает на пятый вход блока 5. Сигнал с второго выхода переключателя 16 поступает на третий вход блока 5 регистрации, в котором фиксируется режим выполнения данной операции. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 11 поступает на вход блока 1 для выдачи очередной микрокоманды.

В случае, если оператор желает получить подсказку на произвольное число операций, вплоть до конца алгоритма управления он переводит переключатель 16 в третье положение, что соответствует установке режима Демонстрация. Сигнал 1 будет присутствовать на данном выходе переключателя 16, а О - на всех остальных. Сигнал с этого выхода переключателя оставляет открытыми элементы И 7.

В этом режиме устройство работает следующим образом.

Очередная микрокоманда с выходов блока 1 поступает на входы информационного табло 2, производя соответствующую смену состояния органов индикации, С вторых выходов блока 1 код требуемого для задействования органа блока 3 поступает на одни входы элементов И 7. На других их входах присутствует сигнал с третьего выхо- да переключателя 16, поэтому код требуемого органа поступает на дешифратор 9, С выхода дешифратора 9 через коммутатор 10 производится выбор требуемого органа блока 3 и засветка его пульсирующим напряжением. Генератор 17 управляет длительностью демонстрации требуемого для задействования органа блока 3 оператору. Импульс с выхода генератора 17 поступает на один вход элемента И 14, на другом входе которого присутствует сигнал с третьего выхода переключателя 16. С выхода элемента И 14 сигнал проходит на вход коммутатора 10, что приводит к переводу мерцающего органа управления блока 3 в режим ровного свечения. Кроме того, сигнал с выхода элемента И 14 поступает через элемент 24 на вход элемента ИЛИ 11, С выхода этого элемента сигнал поступает на вход коммутатора 10 для приведения его в исходное состояние, на пятый вход блока 5 и на вход блока 1 для выбора микрокоманды, соответствующей очередной операции алгоритма. Цикл работы устройства повторяется в описанном ранее порядке до последней операции алгоритма управления или до момента перевода оператором переключателя 16 и другое положение, Например, в режим обучения оператора с организацией ему подсказки по истечении времени, отведенного на выполнение данной операции. Для этого переключатель 16 переводится в четвертое положение, сигнал 1 присутствует на данном выходе и О - на всех остальных.

Устройство в этом режиме работает следующим образом.

Сигнал с четвертого выхода переключателя 16 поступает на вход элемента И 15, на запуск генератора 18, на четвертый вход блока 5 и на элемент ИЛИ 23, с выхода которого он поступает на входы элементов И 6 и 8. Таким образом, устройство подготавливается к работе в режиме тренировки с подсказкой по истечении времени, отведенного на выполнение текущей операции. С выходов блока 1 сигналы поступают на вход информационного табло 2 для смены состояния органов индикации, а также через элемент ИЛИ 13 сигнал поступает на вход триггера 20. Сигнал с его единичного выхода поступает на один вход элемента И 22, на другой вход которого подаются импульсы с выхода генератора 18. Данные импульсы поступают на счетный вход счетчика 21.

Одновременно с вторых выходов блока 1 через элементы И 6 код микрооперации; соответствующий требуемому для задействования органу блока 3, поступает на входы блока 4 для последующего сравнения с кодом органа блока 3, задействованного оператором в данной операции алгоритма управления, Если оператор своевременно выполнил управляющее воздействие на орган блока 3, сигнал с его выхода проходит на сравнение в блоке 4 и через элемент ИЛИ 11 на вход триггера 19, на счетчик 21 и на вход триггера 20. Кроме того, этот же сигнал поступает на вход блока 1 для организации выполнения.оператором очередной операции алгоритма управления. Код микрооперации очередной микрокоманды с выходов блока 1 поступает на информационное табло 2 и через элемент ИЛИ 13 на вход триггера 20. Счетчик 21 начинает подсчитывать импульсы, выработанные генератором 18. В случае, если оператор за отведенное время не выполнил требуемого воздействия на орган блока 3, то этот орган засветится проблесковым свечением. По истечении отведенного времени произойдет переполнение счетчика 21 и сигнал с его выхода поступит на вход триггера 19, а с его единичного выхода через вход элемента И

15 и элемент ИЛИ 12 - на входы элементов И 7, Код требуемого органа блока 3 выходов блока 1 через открытые элементы И 7 и через дешифратор 9 поступает в коммута- тор 10 для управления индикацией. Сигнал с выхода последнего произведет подсветку требуемого органа блока 3 проблесковым свечением. После воздействия оператором на данный орган сигнал появляется на вы- 0 ходе элемента ИЛИ 11, что приводит коммутатор 10 в исходное состояние за счет поступления сигнала на его вход, перевод блока 1 к моделированию очередной операции алгоритма, регистрации в блоке 5 номе- 5 ра операции и режима, в котором она была выполнена, а также данный сигнал поступает на R-входы триггеров 19 и 20 и на вход счетчика 21. ТакИм образом, устройство оказывается подготовленным к отработке сле- 0 дующей операции алгоритма деятельности оператора АСУ.

Предлагаемое устройство позволяет расширить дидактические возможности тренажера за счет повышения эффективно- 5 сти подготовки операторов на этапе отработки или своевременности и безошибочности выполнения как отдельных операций, так и задач управления обьектом в целом. 0 .

Формула изобретения Устройство для обучения операторов, содержащее блок памяти, адресный вход которого соединен с выходом первого эле- 5 мента ИЛИ, а выходы первой группы - с соответствующими входами информационного табло, блок ввода ответных действий оператора, выходы которого подключены к соответствующим входам первого элемента 0 ИЛИ, блок сравнения, счетчик, первый генератор, второй элемент ИЛИ и элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены первыйч 5 второй и третий элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ, элементы И первой, второй и третьей группы, переключатель, второй генератор, коммутатор, дешифратор, первый и второй триггеры и блок реги- 0 страции. входы группы которого соединены с соответствующими выходами блока сравнения, а первый, второй, третий, четвертый и пятый входы - соответственно с первым, третьим, вторым и четвертым выходами пе- 6 реключателя и выходом первого элемента ИЛИ, подключенным к R-входам первого и второго триггеров и счетчика и к одному входу коммутатора, другой вход которого соединён с выходом первого элемента И, входы группы - с соответствующими выходами дешифратора, а выходы - с соответствующими входами блока ввода ответных действий оператора, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с выходом четвертого элемента ИЛИ, подключенным к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами второй группы блока памяти и с первыми входами соответствующих элементов И второй груп пы, а выходы - с соответствующими входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого подключены к выходам соответствующих элементов И третьей группы, входы дешифратора соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, вторые входы которых подключены к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим выходом переключателя и первым входом первого элемента И,

второй вход - с вторым выходом переключателя, а третий вход - с выходом второго элемента И, один вход которого подключен к выходу первого триггера, а другой вход - 5 к четвертому выходу переключателя, соединенному с входом второго генератора и одним входом четвертого элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к первому выходу переключателя, второй вход первого

0 элемента И соединен с. выходом первого генератора, а выход - с входом элемента задержки, выход которого подключен к одному из входов первого элемента ИЛИ, входы третьего элемента ИЛИ соединены с

5 соответствующими выходами первой группы блока памяти, а выход - с S-входом второго триггера, выход которого подключен к одному входу третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого

0 генератора, а выход - с С-входом счетчика, выход которого подключен к S-входу первого триггера.

Изобретение относится к техническим средствам обучения операторов и может быть использовано в тренажерах для подготовки операторов систем управления. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Изобретение позволяет повысить эффективность подготовки операторов на этапе отработки ими своевременности и безошибочности выполнения операций за счет предоставления обучаемому подсказки, если он за отведенное время не выполнил требуемого действия. В устройство введены элементы 6 - 8, 14, 15, 22 И, элементы 13, 23 ИЛИ, дешифратор 9, коммутатор 10, блок 5 регистрации, переключатель 16, генератор 18, триггеры 19, 20. Устройство содержит также блоков 1 памяти, информационное табло 2, блок 3 ввода ответных действий оператора, блок 4 сравнения, элементы 11, 12 ИЛИ, генератор 17, счетчик 21, элемент 24 задержки. 1 ил.