Тренажер оператора систем управления Советский патент 1991 года по МПК G09B9/00 

оэ

со со

ГС

со

Изобретение относится к автоматик и может быть использовано для тренировок и профессионального отбора операторов систем управления.

Цель изобретения - повышение точности тренажера путем выявления преобладающего навыка у оператора за счет определения удлинения (укорочения) временных отрезков при воспроизведении и повышение объективности оценки за счет введения свето-звуковой помехи при воспроизведении испытуемым временных отрезков, отвлекающей от возможности подсчета времени про себя.

На фиг.1 изображена структура тренажера; на фиг.2 - функциональная схема пульта оператора; на фиг.З - то же, блока управления;на фиг.4 - то же, блока сравнения; на фиг.5 - то же, блока регистрации; на фиг,6 - то же, счетчика реакций; на фиг.7 - то же, блока измерения режима работы; на фиг.8 - то же, блока формирования помех; на фиг.9 - временные диаграммы, поясняющие работу.

Тренажер оператора систем управления содержит пульт 1 оператора, блок 2 формирования случайных сигналов, блок 3 управления, формирователь 4 временных интервалов, регистр 5, блок b элементов И, генератор 7 временных меток, блок 8 сравнения, блок 9 регистрации, счетчик 10 реакций, блок 11 изменения режима работы блок 12 формирования помех, формирователь 13 импульсов, счетчик 14 циклов, элемент 15 задержки и элемент ИЛИ 16.

Пульт оператора включает кнопку 17 Пуск, кнопки 18 и 19 Начало и Конец заполненного оператором отрезка времени, триггер 20, элементы И 21 и 22, индикаторы 23 и 24, фиксирующие соответственно увеличение + и уменьшение - отрезка временИ| сформированного оператором, формирователь 25 коротких импульсов по переднему и заднему фронтам подаваемог на вход импульса временного интервала, и индикаторы 26 и 27 соответственно начала и конца задаваемого отрезка времени. Блок 3 управления включает одновибратор 28, Т-триггер 29, первый и второй элементы И 30 и 31 и элемент ИЛИ 32.

Регистр 5 имеет триггеры по числу разных отрезков времени.

Блок 6 имеет элементы И по числу разных отрезков времени.

Блок 8 сравнения содержит элемент

И 33, элемент ИЛИ 34, первый и второй элементы 35 и 36 запрета и элемент 37 задержки.

Блок 9 регистрации включает счетчик 38, дешифратор 39, индикатор 40,

одновибратор 41 и элемент 42 задержки.

Счетчик 10 реакций служит для определения отклонений и содержит первый и второй счетчики 43 и 44 (с ре-

5 гулируемым циклом счета), первый и второй элементы И 45 и 46, первый и второй индикаторы 47 (удлиненные) и 48 (укороченные) и элемент ИЛИ 49. Блок 11 изменения режима работы

0 включает элемент запрета, триггер 51, генератор 52 случайных импульсов и элемент И 53.

Блок 12 формирования помех содержит генератор 54 псевдослучайной

5 последовательности (ПСИ), генератор 55 звуковой частоты, элемент 56 запрета, элемент И 57, световой индикатор 58 и звуковой индикатор 59 (электроакустический преобразователь;.

0 Тренажер работает следующим образом.

Включают питание. Счетчики 14, 38, 43 и 44 устанавливаются в исходное состояние, триггеры 20 и 51 - в нулевое, а триггер 29 - во второе положение (на втором выходе единичный потенциал).

Оператор нажимает кнопку 17 Пуск

0 на пульте 1. Импульс с ее выхода поступает на второй (информационный) вход блока 2, подготовив последний для выдачи импульса на одном из выходов группы. Одновременно импульс с

5 выхода блока 2 через элемент ИЛИ 32 блока 3 подается на вход одновибрато- ра 28, короткий импульс с выхода которого, поступив на управляющий вход блока 2, обеспечит подачу импульса с одного из выходов группы последнего на соответствующий вход формирователя 4, вызвав появление на его выходе импульса (фиг.9а) длительностью, например, 25 с, и на вход соответствующего триггера регистра 5, перебросив его в единичное состояние. Одновременно импульс с выхода одновибратора 28 поступит на вход Т-триггера 29, обеспечив появление на его первом

5

0

5

5161

выходе единичного потенциала, который прикладывается к входу элемента И 30.

Единичный потенциал, поданный с выхода формирователя 4 на второй вход элемента И 30, поступит на вход формирователя 25 пульта 1. Передний фронт импульса временного интервала с выхода формирователя 4 вызовет появ ление импульса на выходе формирователя 25, который высветит индикатор 26 Начало, предупреждающий оператора о предъявлении отрезка времени. Задний фронт импульса временного интервала вызовет появление импульса на выходе формирователя 25, который высветит индикатор 27 Конец, предуп- реждакщий оператора об окончании временного отрезка и необходимости его воспроизведения.

Для воспроизведения временного интервала оператор нажимает кнопку 18 Начало. Импульс с ее выхода через элемент ИЛИ 32 блока 3 поступает на вход одновибратора 28 и вход триггера 20 пульта 1, единичный потенциал с выхода которого подается на элемент 37 блока 8 (фиг.96)и на вход элемента И 53 блока 11.

Импульс с выхода одновибратора 28 блока 3 перебрасывает триггер 29 во второе положение. Единичный потенци-щ с его второго выхода прикладываете к входу элемента И 31 и поступает ка управляющий вход блока 2, обеспечив повторную подачу сигнала с одного и того же выхода группы последнего на соответствующий вход формирователя 4, Этот же сигнал подается на вход соответствующего триггера регистра 5, подтвердив его единичное состояние.

Импульс временного интервала с выхода формирователя 4 (фиг.9а) через элемент И 31 блока 3 подается на элементы И 33 и ИЛИ 34 блока 8 одновременно с единичным импульсом, поступающим на их входы с элемента 37 время задержки которого определяется срабатыванием элементов 28, 31 и 32 (фиг.9в). Единичный потенциал с выхода элемента ИЛИ 34 подается на информационный вход- элемента 35 и управляющий вход элемента 36. На управляющий вход элемента 35 и информационный вход элемента 36 поступает единичный потенциал с выхода элемента И 33.

Если оператор считает, что тельность зафиксированного (заполненного) им отрезка времени истекла

96

(прошло 25 с), то нажимает кнопку 19 Конец пульта 1. Импульс с ее выхода поступает на вход триггера 20, обеспечив появление на его выходе нулевого потенциала.

Если предъявленный отрезок времени равен зафиксированному оператором, то нулевые потенциалы на выходах элементов 35 и 36 блока 8 не изменятся. Задний фронт импульса с выхода элемента ИЛИ 34 вызовет появление на вы-

ходе формирователя

импульса о кото0

5

рый поступит на вход счетчика 14, зас фиксировав предъявление временного отрезка, на входы триггеров регистра 5, переведя их (подтвердив) в нулевое положение, на вход элемента 42 задержки блока 9 и на вход одновибратора

0 41, импульс с выхода которого подается на управляющий вход индикатора 40, высветив на последнем О (отсутствие ошибки), и на информационный вход блока 2, изменив случайное положение

5 сигнала на его групповом выходе. Задержанный импульс с выхода элемента 42, поданный на счетчик 38;, подтвердит его нахождение в исходном состоянии .

Q Если предъявленный (контрольный) отрезок времени (фиг.9а) мекьье яа- фиксированного (воспроизведенного) оператором (фиг.96), то на выходе элемента 35 появится единичный импульс (фиг.9г), который через злемек -- ИЛИ 16 поступит на управляющий вход блока 6 через соответствующий элемент И, на вход которого подан единичный потенциал с выхода соответствующего триггера регистра 5, запустит генератор 7, длительность временных меток на выходе которого соответствует данному временному интервалу, ка вход элемента И 45 и на вход элемента И 21 пульта 1. Так как на элемент И 21 подан единичный потенциал с выхода триггера 209 то засветится индикатор 23 + (фиг.9д), предупреждающий, что воспроизведенный оперйтоп ром отрезок времени имеет большую длительность.

Временные метки с выхода генератора 7 (фиг„9е) подаются на счетчик 38 с -блока 9, фиксируя величину отклонения от заданного (контрольного/ отрезка времени в %, и через злемек1 X 45 на счетчкк 43, фккскрумщкй общее число меток, с отклонением в сторону

увеличения сформированного отрезка времени.

Задний фронт импульса с выхода элемента ИЛИ 34 вызовет появление на выходе формирователя 13 импульса (фиг.9ж), который поступит -на входы триггеров регистра 5, переведя (подтвердив) их нулевое положение, на вход элемента 42 задержки и на вход одно- вибратора 41, импульс с выхода которого подается на управляющий вход индикатора 40, высветив на последнем цифру, указывающую величину отклонения , и на информационный вход блока 2, изменив случайное положение сигнала (следующий временной отрезок будет предъявлен другой величины). Задержанньй импульс с выхода элемента 42 установит счетчик 38 в исходное состояние.

Если предъявленный (контрольный) отрезок времени больше воспроизведенного оператором, то на выходе элемента 36 появится единичный импульс (фиг.9з), который через элемент ИЛИ 16 поступит на управляющий вход блока 6, обеспечив запуск генератора 7 (фиг.9с) по входу, соответствующему данному временному отрезку, и на элемент И 22, на вход которого подан единичный потенциал с выхода формирователя 4 через элемент И 31 блока 3. На выходе элемента И 22 появится единичный импульс, обеспечивающий загорание индикатора 24 2 (фиг.Эд), предупреждающего оператора что воспроизведенный им отрезок времени имеет меньшую длительность, чем контрольный. Величина отклонения фиксируется счетчиком 38 блока 9, а общее число меток времени с отклонением в сторону уменьшения сформированного временного интервала учитывается счетчиком 44.

1 „

Если число временных меток в одном

из счетчиков 43 или 44 (или в обоих) превысит допустимое (установленное предварительно) на выходе данного счетчика, например 43, появится единичный потенциал, который засветит индикатор 47. Свечение индикатора 47 указывает на склонность обучаемого к увеличению временных отрезков, а свечение индикатора 48 - на склонность к уменьшению отрезков. Одновременно единичный потенциал с выхода счетчика 43 через элемент ИЛИ 49 по5

0

5

дается на управляющий вход элемента 50 запрета.

По окончании первого цикла импульс с выхода счетчика 14 поступит на вход элемента 15 задержки, на вход триггера 5 1 блока 11, подтвердив его нулевое состояние, и на информационный вход элемента 50, но дальше не прой- g дет, так как на его управляющем входе имеется единичный потенциал с выхода элемента ИЛИ 49. Задержанный импульс с выхода элемента 15 возвратит счетчик 14 и счетчики 43 и 44 в исходное состояние .

Устройство переходит к следующему (второму) циклу.

Если во втором цикле число временных меток в счетчиках 43 и 44 не превысит допустимое (свечение индикаторов 47 и 48 отсутствует), то при появлении импульса конца цикла на выходе счетчика 14 последний пройдет через элемент 50 запрета, так как на его управляющем входе имеется нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 49, на вход триггера 51, перебросив его в единичное состояние. Единичный потенциал с выхода триггера 51 запускает генератор 52 и прикладывается к элементу И 53, вход которого соединен с выходом генератора 52.

В следующем (третьем) цикле при нажатии оператором кнопки 18 единичный потенциал с выхода триггера 20 подается на вход элемента И 53 блока 11. При поступлении импульса с выхода генератора 52, случайного по времени и длительности (фиг.Эз), на элемент И 53, на выходе последнего появится единичный потенциал, который включит генератор 54 блока 12 (генератор тактовых импульсов имеется в генераторе 54).

Псевдослучайная последовательность импульсов (единиц и нулей) с выхода генератора 54 (фиг,9и) подается на управляющие входы элемента 56 запрета и элемента И 57. При поступлении единиц с выхода генератора 54 элемент 56 закрывается, а элемент И 57 пропускает тональный сигнал с выхода генератора 55 - тональная помеха (фиг.9к) на звуковой индикатор 59 (электроакустический преобразователь)8 5 а при поступлении нулей с выхода генератора 54 - прохождение тонального сигнала с выхода генератора 55 прекращается, засвечивается световой

0

5

0

5

0

индикатор 58 - световая помеха (фиг.9л), обеспечивающие отвлекающее воздействие на органы слуха и зрения. Чередование звуковой и световой помех предотвращает возможность подсчета времени (сбивает счет) испытуемым про себя, если он имел место.

Работа остальных блоков и элементов аналогична вышеописанному.

Если оператор при воспроизведении временных интервалов в цикле с помехами не превысит допустимый уровень удлинения (укорочения) отрезков времени, то импульс с выхода счетчика 14 поступит на вход триггера 51 блока 11 и переведет устройство в безпомеховый режим, предписывая руководителю (испытуемому) повысить требования по точности определения временных отрез- ков.

Использование изобретения в устройствах для тренировки операторов систем управления по воспроизведению временных интервалов повышает точ- ность устройства и объективность оценки оператора. Выявление преобладающего навыка у обучаемого увеличивает или уменьшает воспроизведшее временные отрезки по сравнению с контрольными - дает возможность руководите:-, использовать оператора с учетом к щегося навыка или применив соотве ;и,т- вующяе методики, устранить этот недостаток. Использование светозвуковых помех при воспроизведении временного отрезка оператором значительно повышает точность тренажера и объективность оценки оператора, так как отв

лекает обучаемого от возможности подсчета времени про себя, приводящего к искажению (завышении) результатов.

Формула изобретения

Тренажер оператора систем управления, содержащий пульт оператора, регистр, формирователь импульсов, блок сравнения, формирователь временных интерваловj входы которого соединены с соответствующими выходами группы блока формирования случайных сигналов и соответствующими информационными входами регистра, а выход - с первым

5

п

5

G

5

0

5

0

входом блока управления, второй вход и первый выход которого подключены к выходу и первому входу соответственно блока формирования случайных сигналов, второй вход которого соединен с первым выходом пульта оператора, а третий вход - с выходом формирователя импульсов, первым входом блока регистра цели и управляющим входом регистра, третий вход блока .управления подключен к второму выходу пульта оператора, второй выход - к первому входу пульта оператора, а третий выход - к второму входу пульта оператора и первому входу блока сравнения, первый выход которого соединен с третьим входом пульта оператора, а второй выход - с входом формирователя импульсов, входами труппы блока элементов, и подключены к соответствующим выходам регистра, а выходы - к соответствующим входам генератора временных меток, выход которого соединен с первым входом блока регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности тренажера, в него введены счетчик реакций, счетчик циклов, элемент JPO.OPK- ссл, блок фо мировагия пом ,х, эле-ietn ИЛИ и блок изменения : е;хпмз работы,, выход которого подключен к парному входу блока формирование no.tex5 г первый, второй и третий входы - соот ветственно к выводам счетчиков реакций и, циклов и к третьему выходу пульта опесятора, четвертый вход которого соединен с первым информационным входом счетчика реакций, третьим выходом блока сравнения и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму информационному вход: счетчика реакций и первому входу блока сравнения а выход - к входу блока элементов И, синхровход счетчика реакций соединен с выходом генератора временных меток, а установочный вход - с выходом элемента задержки и установочным входом счетчика циклов, выход которого подключен к входу элемента задержки а информационный вход - к выходу формирователя счетчика циклов, вторые входы блока сравнения и блока формирования помех соединены с выходом счетчика реакций.

ФигЗ

Изобретение относится к автом тике и может быть использовано для тренировок и профессионального отбора операторов систем управления. Цель изобретения - повышение точности тренажера. Тренажер содержит пульт 1 оператора, блок 2 формирования случайных сигналов, блок 3 управления, формирователь 4 временных интервалов, регистр 5, блок элементов И 6, генератор 7 временных меток, блок 8 сравнения, блок 9 регистрации, счетчик реакций, блок 11 изменения режима работы, блок 12 формирования помех, формирователь 13 импульсов, счетчик 14 циклов, элемент 15 задержки и элемент ИЛИ 16. Введение счетчика 10, 11, блока 12, счетчика 14, элемента 15, элемента ИЛИ 16 говыаает точность устройства путем определена преобладающего навыка удлинения (укорочения) временного отрезка при воспроизведении, исключения возможности подсчета времени про себя и приводит к повышению объективности оценки оператора при отборе. 9 ил. SS (Л

Фиг. 5

fft

га га 5о

IE L

г

Фиг. 6

77

3

tf

х л.

Перйый цикл

1

ц

фиг.1

.Я

п

пп

Третий цикл

Фиг. 9