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.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для обучения операторов.

Устройство содержит регистр 1 адреса микрокоманды, блок 2 памяти микропрограммы, регистр 3 микрокоманды, панель 4 органов индикации, блок 5 ввода ответных действий, первый блок 6 сравнения, элемент 7 задержки, элемент ИЛИ 8, триггер 9, группу элементов И 10, первый счетчик 11, дешифратор 12, элемент ИЛИ 13, транспарант 14 УПРАЖНЕНИЕ, транспарант 15 УПРАЖНЕНИЕ, индикатор 16, табло 17, генератор 18 импульсов, элемент 19 задержки, второй счетчик 20, группу элементов И 21, второй блок 22 сравнения, элемент 23

задержки, регистр 24 данных, элемент ИЛИ 25.

Позицией 26 отмечены входы начальной установки числа в регистр 24, а позицией 27 - внешний вход запуска устройства.

Регистр 1 адреса, предназначенный для задания управляющей составляющей алгоритма деятельности по выполнению задачи управления, содержит столько ячеек, сколько элементарных операций включает алгоритм деятельности. При появлении сигнала на первом входе регистра 1 проводится выбор адреса микрокоманды в блоке 2 памяти, соответствующей первой операции алгоритма. С поступлением сигнала на второй вход регистра 1 адреса происходит сдвиг к следующей его ячейке и считывание адреса микрокоманды, соответствующей очередной операции алгоритма управления. Выходы регистра 1 подключены к входам блока 2 памяти микропрограммы, причем выход первой ячейки регистра 1 адреса связан с входом запуска, а выход

ч

ё

м

GJ О О СЛ

последней ячейки - с входом останова генератора 18 тактовых импульсов.

Блок 2 памяти микропрограммы служит для хранения данных в виде микрокоманд по каждой операции алгоритма о задейству- емых органах индикации панели 4 информа- ционного табло 17 и блока 5, Число микрокоманд микропрограммы соответствует числу операций алгоритма управления. Выходы блока 2 памяти микропрограммы подключены к входам регистра 3 микрокоманд.

Регистр 3 микрокоманды содержит данные о текущей операции алгоритма деятельности и состоит из двух зон для микроопераций: первая - для хранения кода органа панели 1 управления, который изменяет свое состояние в данной операции алгоритма; во второй хранится код органа блока 5, на который оператор обязан воздействовать в той же операции алгоритма управления.

Панели органов 4 индикации и блока 5 являются физической моделью реального рабочего места оператора, с помощью которых он осваивает выполнение задач управления объектами, включенными в АСУ.

Блок 6 сравнения позволяет оценить степень безошибочности действий оператора за счет сравнения кодов органов задействованного и требуемого органов блока 5. Данные коды поступают: на первые входы блока 6 - непосредственно с блока 5, на вторые - из содержимого второй микрооперации регистра 3 микрокоманды. В случае совпадения поступивших кодов, т.е. признания безошибочности выполненного оператором воздействия, сигнал появляется на первом выходе первого блока 6 сравнения. В противном случае, т.е. при несовпадении поступивших кодов, сигнал вырабатывается на втором выходе блока 6.

Первые элементы 7 задержки и ИЛИ 8 служат для синхронизации считывания содержимого второй микрооперации из регистра 3 микрокоманды в блок 6 ср авнения, а также момента начала сравнения поступивших кодов в нем.

Триггер 9 управляет засветкой транспарантов 14 и 15 информационного табло 17.

Первая 10 и вторая 21 группы элементов И выполняют функции ключевых элементов при считывании содержимого первого 20 и второго 11 счетчиков.

Второй счетчик 11 предназначен для подсчета числа попыток, потребовавшихся обучающемуся оператору на этапе УПРАЖНЕНИЕ, до первого своевременного выполнения алгоритма и перевода его на этап ТРЕНИРОВКА.

Дешифратор 12 преобразует двоичный код содержимого первого счетчика 11 в десятичный для отображения обучаемому на индикаторе 16 информационного табло 17

номера попытки,на которой он переводится на этап ТРЕНИРОВКА.

Второй элемент ИЛИ 13 объединяет внешний вход 27 запуска устройства, второй выход первого блока 6 и первый выход

0 второго блока 22 сравнения для возвращения обучаемого к новой1 попытке в случае совершения им ошибки или несвоевременности завершения текущей попытки отработки алгоритма управления. Транспаранты

5 14 УПРАЖНЕНИЕ и 15 ТРЕНИРОВКА отображают оператору текущий этап его практической подготовки, что особенно важно при автоматическом его переводе с этапа на этап.

0 Индикатор 16 представляет обучаемому одновременно с переводом на другой этап номер попытки, на которой он выполнил алгоритм своевременно.

Панель 4, транспаранты 14, 15 и инди5 катор 16 объединены в информацинное табло 17, в качестве которого может использоваться экран дисплея при автоматизированной практической подготовке операторов. Генератор 18 тактовых импульсов слу0 жит для преобразования времени работы оператора в двоичный числовой код, выражаемый числом выработанных генератором импульсов. От требуемой точности измерения временных интервалов зависит

5 частота следования тактовых импульсов. Сигналом на первом входе генератор 18 запускается, а на втором - останаливается.

Второй элемент 19 задержки синхронизирует порядок считывания содержимого

0 регистра 24 и первого счетчика 20, который подсчитывает количество выработанных генераторов 18 импульсов, т.е. время.

Третий элемент 23 задержки синхронизирует функционирование второго блока 22

5 сравнения, в котором сравнивается значение требуемого (допустимого) и реально за- траченного времени, т.е. содержимое регистра 24 и первого счетчика 20.

Третий элемент ИЛИ 25 объединяет вхо0 ды для обнуления первого счетчика 20 в случаях: включение устройства; совершение ошибки обучаемым и превышение допустимого времени выполнения задачи управления.

5Внешние входы 26 служат для начального занесения в регистр 24 кода времени, отводимого обучаемому на безошибочное выполнение алгоритма.

Устройство функционирует следующим образом.

С включением устройства, т.е. с появлением сигнала на внешнем входе 27, он поступает на установочные входы счетчиков 11 и 20, обнуляя их, на S-вход триггера 9Г сигнал с прямого выхода которого засветит транспарант 14 УПРАЖНЕНИЕ информационного табло 17, и на вход второго элемента ИЛИ 13. С выхода данного элемента сигнал поступает на счетный вход счетчика 11, записывая в него 1, и на первый вход регистра 1 адреса, где выбирается код адреса микрокоманды, соответствующей первой операции алгоритма управления. Данный код поступает в блок 2 памяти микропрограммы, и выбранная микрокоманда перепи- сывается в регистр 3 микрокоманды, Кроме того, сигнал с первого выхода регистра 3 поступает на первый вход генератора 18 и запускает его, на счетчик 20 начинает поступать последовательность выработанных им- пульсов для их подсчета. Из регистра 3 по первым выходам на панель 4 органов индикации поступает код органов, который изменяет свое состояние в данной операции алгоритма. Оператор, восприняв данную информацию, воздействует на соответствующий орган блока 5. Код данного органа поступает на первые входы первого блока 6 сравнения и через первый элемент ИЛИ 8 на управляющий вход регистра 3 микроко- манды, после чего код требуемого органа управления из второй зоны регистра 3 микрокоманды подается по вторым входам в блок б сравнения. Сигнал с выхода первого элемента ИЛИ 8 через первый элемент 7 задержки подается на управляющий вход блока 6 сравнения, где производится оценка безошибочности действий оператора.

В случае признания действия оператора ошибочным, т.е. несовпадения кодов в первом блоке 6 сравнения, сигнал с его второго выхода подается через третий элемент ИЛИ 25 на установочный вход счетчика 20 для его обнуления, а также на вход второго элемента ИЛИ 13. С выхода элемента 13 сигнал поступит на счетный вход счетчика 11, увеличивая его содержимое на единицу, и на первый вход регистра 1 адреса. По этой команде выбирается код адреса микрокоманды, соответствующей первой операции алгоритма, что соответствует началу новой попытки обучаемым выполнить управления своевременно и безошибочно.

В случае совпадения поступивших кодов операция признается выполненной без- ошибочно, а сигнал с первого выхода первого блока 6 сравнения поступает на второй вход регистра 1 адреса, где производятся сдвиг вправо к следующей ячейке и выбор адреса микрокоманды, соответствующей очередной операции алгоритма управления. Устройство функционирует в описанном порядке до последней операции алгоритма. После безошибочного завершения алгоритма сигнал с выхода последней ячейки регистра 1 адреса микрокоманды подается на второй вход генератора 18, останавливая его, и одновременно через второй элемент задержки 19 на регистр 24, на третий элемент 23 задержки и на вторые входы второй группы элементов И 21. Элементы 21 будут открыты, и содержимое счетчика 20, а также регистра 24 поступит на вторые и первые входы соответственно второго блока 22 сравнения. Сигнал, задержанный третьим элементом 23 задержки, поступит на управляющий вход второго блока 22, где будет осуществлено сравнение допустимого времени выполнения алгоритма с реально затраченным.

В том случае, если затраченное время больше отведенного, сигнал появляется на первом выходе второго блока 22 сравнения и поступает через третий элемент ИЛИ 25 на установочный вход счетчика 20, обнуляя его, а также на вход второго элемента ИЛИ 13. С выхода данного элемента сигнал поступает на счетный вход счетчика 11, содержимое которого увеличится на единицу и достигнет двойки, а также на первый вход регистра 1 адреса микрокоманды, что приведет к выбору адреса первой операции алгоритма, т.е. новой попытки обучаемого. При этом состояние органов информационного табло (14-16) не изменится, т.е. останется режим УПРАЖНЕНИЕ.

Если затраченное время не превысило допустимого, сигнал появится на втором выходе второго блока 22 сравнения и поступит на R-вход триггера 9. Сигнал появится на его инверсном выходе и засветит транспарант 15 ТРЕНИРОВКА, одновременно отключив транспарант 14 УПРАЖНЕНИЕ информационного табло 17. Кроме того, сигнал с второго выхода второго блока 22 сравнения подается на первые входы первой группы И 10, которые откроют выход счетчика 11. Его содержимое, т.е. номер попытки, точнее его двоичный код, на которой обучаемый перешел на новый режим подготовки, через дешифратор 12 представляется оператору с помощью индикатора 16 табло 17.

Формула изобретения Устройство для обучения операторов, содержащее блок ввода ответных действий, два элемента ИЛИ, элемент задержки, первый блок сравнения, табло, первый счетчик, первую группу элементов И, дешифратор, регистр адреса микрокоманды, блок памяти, регистр микрокоманды и триггер, S-вход которого соединен с установочным входом первого счетчика и первым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого является входом устройства, второй вход соеди- нен с первым выходом первого блока сравнения, а выход соединен со счетным входом первого счетчика и управляющим входом регистра адреса микрокоманды, вход сдвига которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, а выходы соединены с адресными входами блока памяти микрокоманды, выходы которого соединены с информационными входами регистра микрокоманды, управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выходы первой группы подключены к первой группе информационных входов табло, а выходы второй группы соединены с входами первой группы первого блока сравнения, входы второй группы которого соединены с выходами блока ввода ответных действий и входами второго элемента ИЛИ, выход которого через элемент задержки подключен к управляющему входу первого блока сравнения, выходы первого счетчика подключены к первым входам элементов И первой группы, выходы которых соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с информационными входами второй группы табло, первый и второй входы которого соединены с выходами триггера, отличающееся тем, что,

с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены вторая группа элементов И, второй и третий элементы задержки, третий элемент ИЛИ, второй счетчик, второй блок сравнения, генератор импульсов и регистр данных, выходы которого соединены с входами первой группы второго блока сравнения, входы второй группы которого соединены с выходами элементов И второй группы, первые входы которых соединены с выходами второго счетчика, установочный вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым выходом первого блока сравнения, второй вход соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, а третий вход соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ и первым выходом второго блока сравнения, второй выход которого соединен с R-входом триггера и вторыми входами элементов И первой группы, один выход регистра адреса микрокоманды соединен с входом запуска генератора импульсов, а другой выход подключен к входу останова генератора импульсов и через второй элемент задержки соединен с вторыми входами элементов И второй группы, управляющему входу регистра данных и входу третьего элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом второго блока сравнения, входы регистра данных являются группой входов устройства.

Изобреение относится к техническим средствам подготовки операторов систем управления. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства, Устройство содержит блок ввода ответных действий, два элемента ИЛИ, элемент задержки, первый блок сравнения, табло, первый счетчик, первую группу элементов И, дешифратор, регистр адреса микрокоманды, блок памяти, регистр микрокоманды и триггер. Введение в устройство второй группы элементов И, второго и третьего элементов задержки, третьего элемента ИЛИ, второго счетчика, второго блока сравнения, генератора импульсов и регистра данных позволяет автоматизировать перевод обучаемого от этапа к этапу. 1 ил.