Тренажер оператора автоматизированных систем упрвления Советский патент 1980 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для тренажа, обучения и профессионального отбора операторов. Известен тренажер 1, содержащий программный блок, блок управления, информационную панель, схему сравнения, счетчики ошибок и времени и блоки формирования команд, регистрации и времени 1. Этот тренажер обеспечивает возможность экспериментальных исследований информационных характеристик оператора, но не позволяет постоянно контролировать функциональное состояние оператора. Известен также тренажер, содержащий блоки предъявления информации, накопления статистики обучения, измерения стрессового состояния, статических и динамических характеристик оператора, адаптации и активизации процесса обучения, а также управляющий процессор 2. Недостатком известного устройства является его сложность,так как требуется измерять и обрабатывать результаты больщого числа параметров состояния оператора. Усложняются также условия эксплуатации. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тренажер, содержащий блок накопления статистики реакций, блок предъявления информации, генератор тактовых импульсов, программный блок, адаптивный блок управления, а также коммутатор, дешифратор, блоки контроля времени реакции, сигнализации и блокировки ложной реакции, сопряжения и пускового сигнала 3. Однако данное устройство не позволяет исключить условия, вызывающие нарушение здоровья и психики обучаемого, так как не обеспечивает возможности постоянного контроля функционального состояния оператора и использования результатов контроля для корректировки параметров информационного потока, предъявляемого оператору, что снижает эффективность тренажа. Целью изобретения является повышение точности обучения за счет постоянного контрбля функционального состояния и использования его результатов для корректировки параметров информационного потока, предъявляемого оператору. Указанная цель достигается тем, что в известный тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий последовательно включенные блок адаптивного управления, генератор тактовых импульсов, блок ввода программы обучения, блок сравнения и блок памяти учебной информации, а также пульт оператора, соединенный с блоком сравнения и блоком ввода программы обучения, подключенным к блоку памяти учебной информации и к блоку адаптивного управления, введены последовательно включенные блок контроля психофизиологических параметров оператора, первый триггер и элемент ИЛИ, соединенный с выходами блока контроля психофизиологических параметров оператора и блока ввода программы обучения, первый триггер подключен к выходу блока ввода программы обучения, блок контроля психофизиологических параметров оператора соединен со входом блока памяти учебной информации, входом блока адаптивного управления и выходом блока ввода программы обучения, причем блок контроля психофизиологических параметров оператора содержит последовательно включенные группы датчиков, формирователь импульсов, амплитудный селектор, второй триггер, селекторы максимальной и минимальной длительностей импульсов и группу счетчиков, соединенных с соответствующими входами и выходами блока.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого тренажера. Устройство содержит блок 1 ввода программы обучения, пульт 2 оператора, состоящий из информационной панели 3, по сигналам средств отображения информации которой оператор формирует ответные действия при помощи органов управления (ключей), размещенных на панели 4 управления, блок 5 сравнения, блок 6 памяти учебной информации, генератор 7 тактовых импульсов, блок 8 адаптивного управления, блок 9 контроля психофизиологических параметров оператора, состоящий из группы датчиков 10, связываемых с оператором, формирователя 11 импульсов, амплитудного селектора 12, порог чувствительности которого устанавливают по входу триггера 13, селектора 14 минимальной и селектора 15 максимальной длительностей импульсов и группы счетчиков 16 и 17, а также элемент ИЛИ 18 и триггер 19.

Тренажер оператора автоматизированных систем управления работает следующим образом.

С блока 1, в соответствии с программой обучения, через средства отображения информации панели 3 до оператора доводится сигнальная информация. Оператор по заданной инструкции с помощью ключей панели 4 соверщает необходимые действия. Результат этих действий подается в блок 5 сравнения, на который с блока 1 уже поступила информация о необходимых правильных действиях, и где анализируется качество действий оператора. Сигналы об ощибках в действиях или о том, что ощибок нет, поступают с выходов блока 5 сравнения Б блок 6.

Одновременно с началом работы сигнал с выхода блока 1 переводит триггер 19 в единичное состояние, при котором разрещается работа формирователя 11. При этом с датчиков 10 сигналы, амплитуда которых пропорциональна отклонениям глазного яблока оператора, через формирователь 11

и селектор 12, не пропускающий через себя сигналы больщой амплитуды, соответствующие перемещениям взора на больщие углы, поступают на вход триггера 13. С выхода триггера 13 снимается сигнал, длительность которого пропорциональна продолжительности отдельных дрейфов, по которой можно оценить частоту фликов (маленьких скачков глаз). Среднее значение продолжительности отдельных дрейфов при фиксации неподвижной цели при нормальном сбстоянии

0 оператора составляет 984 ±27 мс. При больщом напряжении, стрессовой обстановке, внутренней неустойчивости, болезни и других факторах среднее значение продолжительности отдельных дрейфов уменьщается до значения 450±50 мс. При появлении усталости у оператора среднее значение продолжительности отдельных дрейфов увеличивается до значения 1200±50 мс. Селектор 14 минимальной заданной длительности импульсов выделяет с выхода триг- гера 13 импульсы, длительность которых лежит в пределах 450±50 мс. Количество выделенных импульсов подсчитывается счетчиком 16. Аналогично, селектор 15 максимальной заданной длительности импульсов выделяет с выхода триггера 13 импульсы,

S длительность которых лежит в пределах 1200±50 мс, а их количество подсчитывается счетчиком 17. Объем счетчиков 16 и 17 определяется предварительно, на основании анализа гистограммы распределения отдельных дрейфов по их продолжительности для данного оператора в нормальном состоянии. Число разрядов счетчиков 16 и 17 должно на 20-25% превышать число дрейфов минимальной и максимальной продолжительности, полученное за фиксированный

промежуток времени, равный тому промежутку времени, за который контролируется состояние оператора при работе за тренажером.

Сигналы переполнения счетчиков 16 и в 17 подаются на блок 8, а также к входам блока 6, где по ним фиксируется состояние оператора (стрессовое или усталость) и к входам элемента ИЛИ 18, через который они переводят триггер 19 в нулевое JJ состояние, тем самым запирая вход формирователя 11 и прекращая процесс снятия микродвижений глаз оператора.

Блок 8 в зависимости от состояния оператора, определяемого по тому, какой из

счетчиков 16 или 17 переполнится первым, формирует соответствующий управляющий сигнал. Например, если оператор устал, то блок 8 выдает сигнал на генератор 7, по которому последний уменьщит свою частоту, тем самым снижается скорость представления информации оператору. Если оператор нервничает, обстановка близка к стрессовой, т. е. переполняется счетчик 16, то блок 8 непосредственно выдает команду в блок 1, по которой произойдет либо смена программы, либо прекращение работы тренажера до приведения оператора в нормальное состояние.

Повторное подключение блоков, с помощью которых путем анализа микродвижений глаз оператора анализируется его состояние, осуществляется по команде с блока 1. Предварительно счетчики 16 и 17 сигналом с блока 1 устанавливаются в нулевое состояние. Если по истечении заданного времени переполнения счетчиков 16 или 17 не происходит, то сигналом с блока 1 через элемент ИЛИ 18, триггер 19 переводится в нулевое состояние. Одновременно счетчики 16 и 17 также устанавливаются в нулевое состояние. Затем, по сигналу с блока 1 триггер 19 вновь переводится в единичное состояние и все описанные выще процессы повторяются.

Использование изобретения в устройствах для обучения и тренировок операторов позволяет исключить условия, вызывающие нарущение здоровья и психики обучаемого за счет постоянного контроля функционального состояния и использования результатов контроля для корректировки параметров информационного потока, предъявляемого оператору. Это создает условия оптимальной эмоциональной напряженности, уменьщает время, необходимое на подготовку операторов, повыщает эффективность обучения (тренажа).

Формула изобретения 1. Тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий последовательно включенные блок адаптивного управления, генератор тактовых импульсов, блок ввода программы обучения, блок сравнения и блок памяти учебной информации, а также пульт оператора, соединенный с блоком сравнения и блоком ввода программы обучения, подключенным к блоку памяти учебной информации и к блоку адаптивного управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обучения, он содержит последовательно включенные блок контроля психофизиологических параметров оператора, первый триггер и элемент ИЛИ, соединенный с выходами блока контроля психофизиологических параметров оператора и блока ввода программы обучения, первый триггер подключен к выходу блока ввода программы обучения, блок контроля психофизиологических параметров оператора соединен со- входом блока памяти учебной информации, входом блока адаптивного управления и выходом блока ввода программы обучения.

2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что в нем блок контроля психофизиологических параметров оператора содержит последовательно включенные группы датчиков, формирователь импульсов, а.мплитудный селектор, второй триггер, селекторы максимальной и минимальной длительностей импульсов и группу счетчиков, соединенных с соответствующими входами и выходами блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 407382, кл. G 09 В 9/00, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 497626, кл. G 09 В 9/00, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 546004, кл. G 09 В 7/02, 1975 (прототип).