Устройство для обучения операторов Советский патент 1992 года по МПК G09B9/00 

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

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства,

Поставленная цель достигается тем, что устройство для обучения операторов, содержащее последовательно соединенные регистр адреса микрокоманды, блок памяти микропрограммы и регистр микрокоманды, группа первых выходов которого подключе на к входам информационного табло, вторых - к вторым входам первого блока сравнения, первая группа входов которого связана непосредственно с блоком ввода ответных действий оператора, а через первый элемент задержки - с управляющим входом регистра микрокоманды и входом элемента задержки, выход которого подключен к управляющему входу первого блока сравнения, первый выход которого соединен со сдвигающим входом регистра адреса, управляющий вход которого связан

со счетным входом счетчика и выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к второму выходу первого блока сравнения, а второй является внешним входом устройства и соединен с установочным входом счетчика, выходы которого связаны с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых подключены к выходу переполнения регистра адреса микрокоманды, а выходы элементов И через дешифратор связаны с индикатором, дополнительно содержит блок памяти, вторую, третью и четвертую группы элементов И, второй, третий и четвертый блоки сравнения, второй, третий, четвертый и пятый индикаторы, которые подключены к второму выходу четвертого блока сравнения, первые входы которого соединены с выходами элементов И четвертой группы, а вторые - с третьими выходами блока памяти, третий управляющий вход которого соединен с первыми входами элементов И четвертой группы и вторым выходом третьего блока сравнения, первая группа входов которого подключена к выходам третьей группы эле00

G

4 hO

ч|

Ј СЛ

ментов И. а вторая - к второму выходу блока памяти, второй управляющий вход которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы и вторым выходом второго блока сравнения, группа первых входов которого подключена к выходам элементов И второй группы, а группа вторых входов - к первым выходам блока памяти, первый управляющий вход которого связзн с выходом переполнения регистра адреса и первыми . входами элементов И второй группы, вторые входы которых объединены с вторыми входами элементов И третьей и четвертой групп и подключены к выходам элементов И первой группы, первые выходы второго, третьего и четвертого блоков сравнения соединены с вторым, третьим и четвертым индикаторами соответственно.

На чертеже представлена структурная схема устройства обучения операторов.

Устройство содержит регистр 1 адреса микрокоманды, блок 2 памяти микропрограммы, регистр 3 микрокоманды, панель 4 органов индикации, блок 5 ввода ответных действий оператора, первый блок 6 сравнения, элемент 7 задержки, первый элемент ИЛИ 8, первую группу 9 элементов И, блок 10 памяти, счетчик 11, второй элемент ИЛИ 12, вторую группу 13 элементов И, третью группу 14 элементов И, четвертую группу 15 .элементов И, дешифратор 16. второй 17, третий 18 и четвертый 19 блоки сравнения, индикатор 20 числа попыток в упражнениях, второй индикатор 21 отличной оценки, третий индикатор 22 хорошей оценки, четвертый индикатор 23 удовлетворительной оценки и пятый индикатор 24 неудовлетворительной оценки. Панель 4 .и индикаторы 20-24 являются элементами табло (не показано). Позицией 25 отмечен внешний вход запуска устройства. :

Регистр 1 адреса микрокоманды предназначен для задания управляющей состав- ляющей осваиваемого алгоритма деятельности оператора. Регистр Т содержит столько ячеек, сколько операций в алгоритме управления, плюс одна ячейка для фиксации момента завершения алгоритма. С поступлением сигнала, на первый вход регистра 1 адреса производится выбор адреса микрокоманды в блоке 2 памяти микропрограммы, соответствующей первой операции алгоритма, т.е. моделируется ситуация начала отработки задач управления. При подаче сигнала на второй вход регистра 1 адреса производится сдвиг вправо и выбор адреса микрокоманды, соответствующей очередной операции алгоритма. Выходами регистр 1 адреса связан с входами блока 2 памяти микропрограммы. .

Блок 2 памяти микропрограммы служит для хранения в виде микрокоманд данных о каждой операции алгоритма управления. Объем микропрограммы определяется количеством операций в алгоритме управления. При появлении сигнала на адресных входах блока 2 памяти микропрограммы происходит считывание микрокоманды текущей операции алгоритма в регистр 3 мик0 рокоманды.

Регистр 3 микрокоманды хранит кратко- . временные данные о текущей операции алгоритма на время ее выполнения. Этот регистр состоит из двух зон для микроопе5 раций. В первой зоне хранится код органа индикации панели 4, который изменяет свое состояние в данной операции, а во второй зоне - код органа 5 панели управления, на который оператор обязан воздействовать в

0 этой же операции алгоритма.

Панель 4 органов индикации и орган 5 управления являются физической моделью пульта оператора реальной (изучаемой) АСУ и служат для отработки изучаемого алгорит5 ма деятельности.

Блок 6 сравнения предназначен для оценки безошибочности выполненного оператором управляющего воздействия на орган 5 панели путем сравнения кодов

0 задействованного и требуемого органов, которые поступают на первые и вторые его входы из блока 5 и второго выхода регистра 3 микрокоманды соответственно. В случае совпадения поступивших кодов операция

5 считается выполненной безошибочно и сигнал появляется на первом выходе блока 6, в противном случае, т.е. при ошибочном действии оператора, сравнения поступивших кодов не происходит и сигнал появляется на

0 втором выходе блока 6.

Элемент 7 задержки и первый элемент ИЛИ 8 служат для синхронизации моментов считывания второй микрооперации из регистра 3 микрокоманды и выдачи сигнала на

5 управляющий вход блока 6.

Первая 9, вторая 13, третья 14 и четвертая 15 группы элементов И выполняют функции ключевых элементов.

Блок 1.0 памяти предназначен для хра0 нения статистики результатов - номеров по- пыток, на которых перешли от этапа упражнения к этапу тренировок группами лучших, средних и худших групп предшественников обучения. Эти данные хра5 нятся в первой, второй и третьей зонах блока 10 памяти соответственно.

Счетчик 11 подсчитывает число попыток, затраченное обучаемым до первого без- ошибочного выполнения алгоритма управления.

Второй элемент ИЛИ 12 объединяет сигналы на начало новой попытки при включении устройством и совершения обучаемым ошибки во время текущей попытки безошибочной отработки алгоритма.

Дешифратор 16 преобразовывает двоичный код содержимого счетчика 11 в десятичный для представления обучаемому номера попытки с помощью первого индикатора 20.

Второй 17, третий 18 и четвертый 19 блоки сравнения служат для проверки совпадения результата обучаемого, т.е. содержимого счетчика 11 со статистикой результатов групп предшественников и выставления ему соответствующей оценки с помощью одного из индикаторов: второго 21 - отлично, третьего 22 - хорошо, четвертого 23 - удовлетворительно и пятого 24 - неудовлетворительно.

Устройство работает следующим образом.

С включением устройства сигнал с внешнего входа-25 поступает на установочный вход счетчика 11 для обнуления и на второй элемент ИЛИ 12, с выхода которого он подается на счетный вход счетчика 11, записывая.в нем 1. и на первый вход регистра 1 адреса микрокоманды. По этой команде выбирается адрес микрокоманды в блоке 2 памяти микропрограммы, соответствующей первой операции алгоритма управления. Выбранная микрокоманда переписывается из блока 2 памяти в регистр 3 микрокоманды. С первых выходов регистра 3 содержимое первой микрооперации переписывается на табло 4 индикации, где соответствующий орган изменяет своё состояние в данной операции алгоритма управления.

Оператор, восприняв данную информацию, осуществляют соответствующие воздействие на орган 5 панели управления.

Код задействованного-органа поступа-. ет на первые входы блока 6 сравнения и на первый элемент ИЛИ 8, с выхода которого он подается на управляющий вход регистра 3 микрокоманды и содержимое второй микрооперации переписывается в блок 6 сравнения по вторым его входам. Сигнал на сравнение поступает на управляющий вход блока 6 через элемент 7 задержки с выхода первого элемента ИЛИ 8. Если поступившие коды совпадают, сигнал появляется на первом выходе блока 6 сравнения и поступает на второй вход регистра 1 адреса. При этом происходит сдвиг к следующей ячейке регистра 1 адреса, где записан адрес микрокоманды, соответствующей очередной

операции алгоритма, и цикл работы устройства повторяется в описанном порядке.

В случае совершения ошибки сигнал появляется на втором выходе блока 6 сравне- 5 ния и поступает на второй элемент ИЛИ 12. С выхода этого элемента сигнал поступает на счетный вход счетчика 11, увеличивая его содержимое на Г. и на первый вход регистра 1 адреса, начиная тем самым новую

0 попытку для обучаемого на этапе упражнения.

Когда оператор безошибочно отработает весь алгоритм управления, сигнал появится на выходе переполнения регистра 1

5 адреса и поступит на вторые входы элементов И 9 первой группы. С выходов последних он подается i на дешифратор 16. где преобразовывается в десятичный код и отображается обучаемому с помощью первого

0 индикатора 20 в виде числа попыток, потребовавшихся ему для перехода к новому этапу обучения. Кроме того сигнал с выходов элементов И 9 первой группы поступает на вторые входы элементов И второй 13.

5 третьей 14 и четвертой 15 групп, а сигнал с выхода регистра 1 адреса подаётся на первый вход блока 10 памяти и на первые входы второй группы 13 элементов И, обеспечивая тем самым подачу на второй блок 17 сравне0 ния кодов чисел: попыток группы отличных операторов-предшественников и данного оператора соответственно. Если

первое число больше или равно содержимому счетчика 11, обучаемому выставляется

5 отличная оценка появлением сигнала на первом выходе второго блока 17 сравнения. В противном случае, т.е. если обучаемый затратил больше попыток чем .отличная группа, сигнал появится на втором выходе

0 второго блока сравнения. Этот сигнал поступает на второй управляющий вход блока 10 памяти и на первые сходы элементов И третьей группы. На третий блок 14 сравне ния подаются коды числа попыток группы

5 хороших операторов и данного обучаемо го соответственно. Если первое число больше или равно второму, то сигнал появляется- на первом выходе третьего блока 18 сравне ния и оператору выставляется хорошая

0 оценка засветкой третьего индикатора 22, в противном случае сигнал появляется на втором выходе блока 18 и поступает на третий управляющий вход блока 10 памяти и на первые входы элементов И четвертой груп5 пы 15. На заключительном этапе сравниваются число попыток удовлетворительной группы и обучающегося оператора соответственно. Если первое число больше или равно второму, оператору выставляется удовлетворительная оценка и сигнал появляется на первом выходе четвертого блока 15 сравнения и поступает на четвертый индикатор 23, а если второе число больше первого, обучаемому выставляется неудовлетворительная оценка засветкой пятого индикатора 24.

Предлагаемое устройство позволяет расширить дидактические возможности за счет индивидуализированной оценки действий обучаемого оператора при переходе его с этапа упражнений на этап тренировок. Это позволяет автоматизировать оценку обучаемого, а также повысить эффективность процесса практической подготовки за счет поддержания высокого уровня мотивации оператора на начальных этапах его обучения.

Формула изобретения Устройство для обучения операторов, содержащее блок ввода ответных действий, первый блок сравнения, первую группу элементов И, два элемента ИЛИ, счетчик, элемент задержки, табло, два регистра и первый блок памяти, выход которого подключены к информационным входам первого регистра, выходы первой и второй групп которого подключены соответственно к информационным входам первой группы табло и информационным входам первой группы первого блока сравнения, информационные входы второй группы которого соединены с выходами блока ввода ответных действий и входами первого элемента ИЛИ; выход которого соединен с управляющим входом первого регистра и через элемент задержки - с.управляющим входом первого блока сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом сдвига второго регистра и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход

которого соединен с установочным входом счетчика и является входом устройства, а- выход соединен с управляющим входом второго регистра и счетным входом счетчика,

выходы которого соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с входами дешифратора, а вторые входы подключены к одному из выходов второго регистра,

другие выходы которого соединены с входами первого блока памяти, выходы дешифра-. тора соединены с информационными входами второй группы табло, отличающееся тем, что, с целью расширения

дидактических возможностей устройства, в него введены второй, третий и четвертый блоки сравнения, вторая, третья и четвертая группы элементов И и второй блок памяти, первый считывающий вход которого подключей к одному из выходов второго регистра и первым входам элементов И второй группы, второй считывающий вход соединен с первым выходом второго блока сравнения и первыми входами элементов И

третьей группы, третий считывающий вход соединен с первым выходом третьего блока сравнения и вторыми входами элементов И четвертой группы, а выходы соединены соответственно с информационными входами

первых групп второго, третьего и четвертого блоков сравнения, информационные входы вторых групп которых соединены с выходами элементов И соответственно второй, третьей и четвертой групп элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И первой группы, вторые выходы второго и третьего блоков сравнения и выходы четвертого блока сравнения соединены с информационными

входами третьей группы табло.

Изобретение относится к техническим средствам подготовки операторов системы управления и может быть использовано для практического обучения операторов. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Введение в устройство второго блока памяти, второй, третьей и четвертой группы элементов И, второго, третьего и четвертого блоков ера в нения позволяет оценивать успешность учебной деятельности оператора по показателю числа попыток на этапе упражнения, затраченных для перехода на этап тренировок. 1 ил.