Тренажер операторов систем управления Советский патент 1982 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к тренажерам операторов систем управления и может быть использовано при подготовке операторов систем управления. Известен тренажер операторов управления, содержащий пульт преподавателя, соединенный с программным блоком и блоком задания времени, который подключен к формирователю изображения и программному блоку, соединенному через блок регистрации с пультом обучаемого, и информационное табло, подключенное к формирователю изображени Недостатком известного тренажера является его невысокая эффективность. Цель изобретения - повышение эффек тивности тренажа. Поставленная цель достигается тем, что тренажер операторов систем управления, содержащий пульт преподавателя, соединенный с программным блоком и блоком задания времени, который под ключен к формирователю изображения и программному блоку, соединенному через блок .ре гистрации с пультом обучаемого, и информационное табло, подключенное к формирователю изображения имеет блок, преобразования случайных сигналов в числа, блок формирования аналитических функций, блок формирова НИН управляющих сигналов и формирователь признаков подсвета, при этом управляющие выходы пульта преподавателя соединены со входом блока формирования управляющих сигналов, входами блока преобразования случайных сигналов в числа и входом блока формирования аналитических функций, первый выход которого подключен к информационному входу блока регистрации, выходы блока формирования управляющих сигналов непосредственно и через формирователь признаков подсвета подключена к первым информационным входам формирователя изображения, второй информационный вход которого соединен . со вторым выходом блока формирования аналитических функций, подключенного через блок преобразования случайных сигналов в числа к управляющему выходу блока задания времени. На фиг. 1 приведена блок-схема тренажера;, на фиг. 2 - блок-схема узла случайных напряжений и блока задания .времени; на фиг. 3 - блок-схема узла, числовых параметров; на фиг. 4 и 5 - пример аналитических преобразований логических функций и логических аргументов. Тренажер операторов систем управления содержит пульт 1 пре1;1одаватвля соединенный с программным блоком 2 и блоком 3 задания времени, который подключен к формирователю 4 изображения и программному блоку 2, соединенному через блок 5 регистрации с пультом б обучаемого, и информационное i табло 7, подключенное к формировате лю 4 изображения. Тренажер также имеет блок преобразования случайных сигналов в чиспа, состоящий из узла 8 случайного напряйсения и узла 9 числовых параметров и блок формирования аналитических функций, содержащий узел 10 логических функций, узел 11 логических аргументов и регистр 12 запоминания ординат. Кроме того, тренажер включает формирователь 13 признаков подсвета и блок 14 формирования управляющих сигналов, При этом управляющие выходы пульта 1 преподавателя соединены со входом блока 14 формирования управляющих сигнсшов,входамй блока преобразования случайных сигналов в числа и входом блока формирования аналитических функций, первый выход которого подклю чен к информационному входу блока 5 регистрации, выходы блока 14 формирования управляющих сигналов непосредственно и через формирователь 13 приз наков подсвета подключены к первым информационным входам формирователя 4 изображения., второй информационный вход которого соединен со вторым выходом блока формирования аналитических функций, подключенного через блок преобразования случайных сигналов в числа к управляющему выходу блока 3 задания времени. В/блок-схему узла случайных напря жений и-блока задания времени входят генератор 15, линия 16 задержки, схема.И 17, триггер 18 бланка, схема И 19, счетчик 20 времени экспозиции, схема Vi 21, сигнал 22 Начало цикла счетчик 23, схема И 24, ключи 25, генератор 26 случайного напряжения, интегратор 27, инвертор 28, схема ,И 29, счетчик 30 принятия решения, схема ИЛИ 31, сигнал 32 Пуск, сигналы 33 с выхода счетчика 23, сигналы 34 с выхода дешифратора блока 1, сигналы 35 с выходов интеграторов, сигнал 36 экспозиции блока 1, сигнал 37 принятия решения с блока 1, сигнал 38 стирания изображения на блок 7 (фиг.2 Бпок-схема узла числовых параметров (фиг. 3) включает инвертор 39, сум матор 40, схему 41 перемножения, сумматор 42 , инвертор 43,схему 44 сравнения, 1СЛЮЧ 45 , источник 46 единичного напряже 47 с блока 1, сигния, сигнал X нал Ху„а (48 с блока 1, пороговое U 49 с блока 1, случайное напряжение 50 и логическую переменную 51 О или 1. В примерах ансшитических преобразований (фиг, 4 и 5) обозна чены схемы 52 и 53 возведения в квадрат, сумматор 54, схема 55 сравнения с порогом, ключ 56, источник 57 единичного напряжения, константа (Г 58 с блока 1, результирующий сигнал 59 на блок 10 и случайное напряжение 60 и 61 с блока 12., Информационное табло 7 предназначено для показа обучаемому последовательности значений числовых параметров и логических аргументов. Оно вы- полнено на базе ЭЛТ с программным управлением положения луча, которое осуществляется формирователем 4 изображения. Узел 8 случайного напряжения предназначен для формирования случайного напряжения и последовательной записи его амплитудных значений с частотой следования синхроимпульсов в элементы памяти, количество которых опреде яется сигналами, поступающими из блока 3, а значения амплитуды случайных напряжений используются в блоке 12 для определения значений числовых параметров . Формирователь 4 изображения предназначен для управления отображением числовых па раметров и лбгических аргументов на информационном табло 7. Временная последовательность отображения информации определяется блоком 3, а координаты отображаемых логических , аргументов и числовых параметров определяются в соответствии с выходами блоков 12 и 14. Яркость подсвета отобра-f жаемых величин задается блоком 13, а последовательность опроса ячеек блоков 12, 14 и 13 определяется при помощи блока 2. Пульт 6 обучаемого предназначен для реализации принятых оператором решений и ввода их в блок регистрации. С пульта 1 задаются: на блоки 3 и 12 - общее количество отображаемых величин; на блок 3 - временные сигналы отображаемой информации ; на блок 9 - минимальные и максимальные значения случайных напряжений и величины пороговых напряжений для определения значений непосредственно отображаемых логических аргументов; на блок 11 - общее количество и вид аналитических функций, определяющих значения логических аргументов путем коммутации соответствующих аналоговых функциональных элементов; на блок 10 - вид логической функции путем соответствующей коммутации логических элементов блока 10; на блок 2 - режимы работы программного блока;, на блок 14 - признаки вида отображаемых величин.. Программный блок 2 предназначен для управления работой блока 4 по командам с блоков 1 и 3. в соответствии с заранее подготовленной програм мой эксперимента, записанной на перфоленту или, какой-либо другой носитель информации, В автономном режиме рабо ты, информация о значениях логической функций подается в блок 5 .регист рации. . . Блок 3 задания времени предназначен для синхронизации работы блоков 8 и 2 и задания временных характерис тик отображения информации блоком 4 в соответствии с сигналами с пульта Регистр 12 запоминания ординат предназна ен для хранения значений всех отображаемых числовых параметро и логических аргументов, определяемы блоком 9. Общее количество отображаемых величин задается с блока 1, а и отображение осуществляется.через бло 4. Эти величины используются узлом 1 . логических аргументов для вычисления значений логических аргументов по ис ходным данным, -задаваемым с пульта 1 Значения логических аргументов подается в узел 10 логических функций для определения значений заданной с блока. 1 логической функции. Блок 5 регистрации предназначен дл/1 статистической оценки характеристи деятельности оператора и содержит вычислитель и электронно-пишущую машинку типа Консул или печатающее устг ройство, например ЕС-7032. В нем по результатам, вводимым с .пульта б и узла 10 логических функций .или блока 2 (в автономном режиме), приводится оценка параметров распределения вереятности правильных и ошибочных решеНИИ, принимаемых оператором. Блок 14 предназначен для хранения ; значений признаков вида отображаемых величин (числовых параметров либо логических аргументов) . Эта информация поступает на формирователь 4 изображе НИН и на формирователь 13 признаков подсвета, где по значению признака вида информации формируются сигналы подсвета различной амплитуды, которые через блок 4 подаются на модулятор ЭЛТ блока 7. Уз.ел 9 числовых параметров предназначен для вычисления значений числовых, параметров:- (iwOY. IwiM Л iCAVM и логической переменной если и -сАчч в противном случае по значениям амплитуды случайного напряжения, поступающего из блока 8, и исходным данным с блока 1. После включения устройство ра;ботает следую1т1им образом. ) г. Перед началом экспериментальных исследований с пульта 1 задается1 общее количество отображаемых величин; . . .. временные сигналы отображаемой информации (время экспозиции Т. и принятия решения Тр); минимальные и максимальные значения числовых.параметров и величин пороговых напряжений;. общ.е количество и вид аналитичес.ких функций; вид логической функции; . признаки вида отображаемых величин. При включении устройства генератор 15 блока 3 задания времени, начинает выдавать синхроимпульсы (СИ) с периодом следования Tj, . Они поступают на линию 16 задержки, образуя вторую последовательность импульсов, задержанную на Тц/2 (ЗСИ). -Импульсы ЗСИ поступают на первый вход схемы И 17, на второй вход которой поступает,сигнал Пуск 32 с пульта 1, прошедший через-схему ИЛИ 31. С ее выхода сигнал поступает на триггер 18 выработки бланка. С прямого выхода триггера 18 бланк поступает на схему И 21, разрешая прохождение СИ на четырехразрядный -счетчик 23, выходы . которого заведены на дешифратор пульта 1, где выбирается необходимое количество отображаемых величин путем . коммутации соответствующего количества выходов дешифратора. Каждый выход дешифрируюмего устройства подключен к одному из входов 34 схемы И 24 блока 3 задания вр.емени, на второй вход которой поступает. ЗСИ. С выхода схем И 24 ЗСИ поступают на ключи 25 блока 8 .случайных напряжений, открывая jfx на время действия ЗСИ. Ключ представляет собой усилитель, коллекторной нагрузкой которого является обмотка герконового контакта. На герконовый контакт заведен сигнал .с генератора 26 случайных напряжений, который на время- действия ЗСИ поступает на оДин из интеграторов 27, запоминая значения- случайного напряже- ния генератора 26. Длительность ЗСИ выбирается такой, чтобы за время импульса интегратор не выходил за пределы линейного участка характеристики-. Таким образом, осуществляется последовательная запись случайного напряжения в ячейки памяти, собранные на интеграторах, выходы которых соединены ссоответствующими -входами узла 9 числовы-х параметров. , С последнего дешифрирующего устройства 34 импульс, соответствующий выбранному количеству отображаемых величин с пульта 1, поступаетна второй вход триггера 18 бланков, воз- . вращая его в исходное состояние. 1ЛПверсный выход триггера 18 блтнка со единен с первым входом схемы И 19, разреши.я прохождение по второму ее входу СИ. С выхода схемы И19 они поступают на счетчик 20 времени экс позиции. Время экспозиции Т выбирае ся на пульте 1 путем коммутации обр ных связей 36 счётчика 20. Спустя в мя, равное Т , счетчик 20 вырабаты вает импульс 3.8, поступающий на фор мирователь 4 изображения для формир вания сигнала стирания изображения с информационного табло, а также jHa установку в исходное сбстсяиие счетчика 23 и интеграторов 27. С инвареного выхода счетчика 20 помеле окончания сигнала стирания изображения поступает первое разрешение на схему И 29 на прохождение СИ на вход счетчика 30 принятия решения. Второ разрешение поступает на третий вход 37 схемы И с пульта.1, на котором выбирается время, необходимое для прянятия решения. Спустя время, равное Тр, СИ прекращают поступать на счетчик 30 принятия решения, и вырабатывает импульс Начало цикла который поступает на схему ИЛИ 31 для повторения цикла работы устройства и на установку в ноль триггеров счетчика 20, а также в блок 2 для повторного запуска программы экспери мента. В этом режиме устройство рабо тает автономно, но при поступлении сПульта 1 импульса Конец цикла вместо сигнала Луск 32 на схему И 17 устройство останавливается. . Значение случайного напряжения .35, запомненное на интеграторах 27, поступает в узел 9 числовых караметров.. - . с пульта 1 в блок 9 задаются вели чины , 47, Xyy,Qy 48, а также величина и пороговое 49. Блок д состоит из двух частей. Первая часть формирует величины числовых параметров, осуществляя преобразование -1слчмС 1 1ач ул1м ) itn Вторая часть формирует значения непосредственно отображаемой логичес кой переменной, осуществляя преобразование . если и 1о. в противном случае. В первом случае с пульта 1 задаются значения 47 и 48, а также с блока 3 поступает содержимое соответствую1С1их интеграторов 27 случайных напряжений 35, Значение XVYIIM 57 поступает на инвертор 39, а также на первый вход сумматора 42 а с выхода инвертора 39 сигнал поступает на первый вход сумматора 40 на второй вход которого поступает значение 48. С выхода сумматора 40 сигнал подается на первый вход одной из схем 41 перемножения, на вторые входы которой поступает случайное напряжение 35 с соответствующих интеграторов 27. Выходы схемы 41 перемножения подключены к второму входу сумматоров 42, а ее выходы на соответствующие входы регистра 12 запоминания ординат. Регистр запоминания ординат представляет собой промежуточную памят между блоком числовых параметров и блоком логических аргументов, выполненных на интеграторах, С него преобразованное случайное напряжение выдается на формиюватель 4 изображения и узел 11 ЛО7. гических аргументов. Кроме того, с пульта 1 может изменяться порядок опроса регистра 12 запоминания ординат. Во втором случае с пульта 1 поступает величина и пороговая 49, которая подается на инвертор 43, с выхода которого oтiэицaтeльнaя пороговая величина поступает на первые входда схем 44 сравнения, где они сравниваются со случайным напряжением 35, с выходов которых разностные сигналы поступают на управляющие входы ключей 45, на вторые входы которого поступает напряжение с источника 46 единичного напряжения. На выходе ключей 45 формируется значение непосредственно отображаемой логической переменной О или 1, которые поступают на регистр 12 запоминания ординат. С выходов регистра запоминания ординат путем соответствующей коммутации на пульте 1 напряжения, соответствующие значениям числовых параметров, подаются в узел 11 логических аргументов, который представляет собой совокупность коммутируемых с. пульта экспериментатора аналоговых элементов, выполняющих заданные аналитические преобразования. В случае, если логический аргумент определяется вьлражением 1.1/1 1 , если (х, х,, . . .,Хц07/сГ в противном случае, .., х - значение числовых параметров; сГ - константа 58, задаваемая с пульта экспериментатора; - полином k-й .степени, Ьд достаточно то для вычисления иметь набор инверторов, сумматоров, схем перемножения и схем сравнения с порО1 ом, выход которых управляет ключом, через который единичное на-. пряжение подается в узел 10 логических функций. Например, если значение логического аргумента определяется выражением -

где х бО и Xg. 61 случайное напряжение с выходов соответствующих ячеек памяти, регистра ординат, то преобразование осуществляется по схеме, показанной на фиг. 4, в которую входят схемы 52 и 53 возведения в квадрат, сумматор 54, схем 55 сравнения с порогом, ключ 56 и источник 57 единичного напряжения..

Узел 10 логических функций представляет собой совокупность коммутируемых с пульта экспериментатора логических элементов И, ИЛИ, НЕ, входы которых экспериментатор в соответЧзтвии с выбранным видом логической функции, заданной в дизъюнктивноконъюктивной форме, коммутирует с соответствующими выходами блока логических аргументов и блока числовых параметров.

Например, если логическая функция определяется выражением

,1ф ( х|- 0,5)л (х, у 0,4)х КХ4 0,7X4 - 1 0,3) л (х/ 0,5) , то на экране индикатора отображаются значения х, х, затем через позицию - О либо 1, в зависимости от результата сравнения х,, с 0,4 и т.д Коммутация.логических элементов при этом осуществляется так, как показано на фиг. 5.

Значение логической функции, вычисленное этим блоком совместно с решением оператора, поступает в блок 5 регис трации для оценки результатов тренажа.

Блок 14 состоит из RS-триггеров, одни установочные R-входы заведены на наборное поле пульта экспериментатора, а вторые S-входы объединены и на них поступает сигнал Пуск. Если в какие-то ячейки необходимо записать логические аргументы, тогда на наборном поле заземляются их R-входы и поступающий импульс Пуск на S-входы не сможет установить их в единичное состояние. Остальные триггеры, у которых R-входы не заземлены, взводятся в единичное состояние, что соответствует записи в них числового аргумента. Единич:ные выходы триггеров блока 14 подключены к формирователю 4 изображения для управления последовательностью отображения значений числовых параметров и логических аргументов, а также на формирователь 13 признаков подсвета..

Формирователь 13 состоит из схем, формирующих импульсы подсвета, которые в зависимости от поступающих на их входы импульсов единичного или . нулевого уровня формируют импульсы раз.личного напряжения, поступающие на формирователь 4 изображения и далее на ЭЛТ информационного табло 7 для подсвета информации числовых параметров и логическихаргументов с различной степенью яркости.

Формирователь 4 изображения на который поступают числовые парамет . ры, логические аргументы и импульсы подсвета, содержит стандартную схему управления лучом по двум координатам а также набор ключей с двумя управляющими входами и схемы сборки, сигналов ИЛИ. На основные входы ключей поступает напряжение с выходов блоков 12, 14 и 13, на первые управляющие входы подается напряжение бланка времени экспозиции Тд, а последовательность подачи управляющего напряжения на вторые входы ключей определяется Зсщанной программой эксперимента. ,

На блок регистрации 5 поступает информация о выбранном оператором значении логической функции с пульта б, а также об истинном значении этой функции, с блока 10 или с блока 2 (в .автономном режиме). В нем осуществляется статистическая оценка вероятности правильного и ложного, решения задачи оператором, а также зависимости этих показателей от характеристик задач.

Предлагаемое устройство позволяет исследовать возможности оператора по выполнению логико-аналитических преобразований информации, а также по принятию решения в условиях неопределенности, выявить класс задач подобного типа, которые оператор способен решить с заданным качеством. Получаемые данные могут быть использованы .для решения задач профессионального отбора операторов.управленческого профиля.

Формула изобретения

Тренажер операторов систем управления, содержащий пульт преподавателя, соединенный с программным блоком и блоком задания времени, который подключен к формирователю изображения и программному блоку, соединенному через блок регистрации с пульто обучаемого, и информационное табло, подключенное к формирователю изображения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности .тренажа, он имеет блок преобразования случайных сигналов в числа, блок формирования аналитических функций, блок формирования управляющих сигналов и формирователь признаков подсвета, при этом управляющие выходы пульта преподавателя соединены с входом блока формирования управляющих сиг налов, входами блока преобразования случайных .сигналов в числа и входом блока формирования аналитических функций, первый выход которого, подключей к информационному входу блока регистрации, выходы блока формирования управляющих сигналов- непосредст венно и через формирователь призна- . ков подсвета подключены к первым информационным входам фО1 4Ирователя изображения, второй информационный вход которого соединен с вторлм выходом блока формирования аналитических функций, подключенного через блок преобразования случайных сигналов в числа к управляющему выходу блока задания времени.

Источники:информации, принятые во внимание при экспертизе ,

1. Авторское свидетельство СССР 435554, кл. А 61 В 5/16, 1973.

риг-1

Фиг. 5

фаг Л