Устройство для оценки психофизиологических характеристик оператора автоматизированных систем управления Советский патент 1983 года по МПК G09B9/00 

входу сумматора, введены последовательно включенные блок интегральной оценки и блок определения оптималь ного коэффициента передачи системы, второй вход которого соединен с выходом формирователя кодов, первый второй и третий входы блока оценки качества регулирования подключены соответственно к выходам счетчика времени, сумматора и счетчика циклов

При этом блок интегральной оценки содержит последовательно включенные измеритель напряжения, узел умножения напряжений, узел интегрирования, дополнительный сумматор и узел деления кодов, выход которого является выходом -блока, входы узла умножения напряжений и измерителя напряжения и второй вход узла деления кодов являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока.

Кроме того, блок определения оптимального коэффициента передачи системы содержит последовательно включенные узел сравнения, ..ервый регистр, второй регистр и информаци: онное табло, первый вход узла сравнения является первым входом блока, второй вход второго регистра является -вторым входом блока, второй вход узла сравнения соединен с втррым выходом первого регистра.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - функциональная схема блока интегральной оценки на фиг.З функциональная схема блока определения Оптимального коэффициента передачи системы.

Устройство содержит программный узел 1, выполненный на релейно-контактных элементах .и реализующий заданный логиковременной алгоритм управления, соединенный, .с коммутатором 2, источником 3 эталонного напряжения, счетчиком 4 времени и генератором 5 (случайных чисел), состоящим из последовательно соединенных, генераторов шума, триггеру Шмитта и усилителя-ограничителя (не показаны Выход генератора 5 соединён с формирователем б импульсов масштабных коэффициентов передачи, представляющим собой набор переключателей, выходы которого подключены к одним входам масштабных звеньев 7 каналов управления блока 8 масштабирования, выполненного в виде набора моделей безинерционных звеньев, и к входам формирователя 9 кодов коэффициента передачи систелм (реализованного на умножителях аналоговых сигналов), соединенного с блоком 10 определения оптимального коэффициента передачи системы пульт 11 оператора, подключенный к другим входам масштабных звеньев 7 каналов управления, соединенных с функциональным преобразователем 12, выполненным на операционных усилителях, выход которог через cyrviMaTop 13 соединен с блоком 14 индикации и блоком 15 интегральной оценки (качества регулирования. соединенного с счетчиком 16 цикла.

Блок 15 интегральной оценки содержит последовательно соединенные измеритель 17 .напряжения (величины отклонения, узел 18 умножения напряжений, узел 19 интегрирования, сумматор 20 и узел 21 деления кодов

Блок 10 .определения оптимального коэффициента передачи систем содержит узел 22 сравнения, соединенный с регистром 23, подключенным через регистр 24 к информационному табло 25. Узел 1, генератор 5 и формирователь 6 объединены в блок 26 задания программы обучения.

Устройство работает следующим образом.

При его включении узлом 1 формируется сигнал, который поступает на вход генератора 5 для формирования последовательности случайных чисел R.: . Формирователь б в соответствии с сигналами на его входах задает масштабные коэффициенты М. , где i - номер канала, которые вводятся через первые входы в масштабные звенья 7 каналов управления и в формирователь 9 для вычисления коэффициента передачи системы по формулеУ

М П М . -1-1

По командам с выходов программного узла 1 запускается источник 3, задающий оператору параметры управления в виде эталонного нацряжения, и коммутатор 2 для предъявления эталонного сигнала через сумматор 13 на блок. 14. Одновременно по команде выхода программного узла 1 запускается счетчик 4.

Опе.ратор, в соответствии с информацией, предъявляемой- на блоке 14, с органов пульта 11 через звень 7 воздействует на входы функционального преобразователя 12 с тем, чтоб скомпенсировать представленный эталонный сигнал. При этом сумматором 13 осуществляется вычисление сигнала рассогласования

Ax(t) j(tj- Xpnlt;.

Полученное рассогласование ux(tj поступает в блок 14, а также на вхо блока 15 оценки качества регулирования, вычисляемого по формуле

.

Величина отклонения Ax(tJ, поступающего с выхода сумматора 13, определяется измерителем 17 и поступает на второй вход узла 18 для формирования подинтегрального выражения.

Время, отводимое оператору на процесс регулирования, задается узлом 1 и с выхода счетчика 4 передается на первый вход узла 18. Полученное в узле 19 значение критерия качества регулирования Ij поступает на вход сумматора 20 для суммирования со значениями критериев качества регулирования по остальным m эталонным сигналам j (j 1... m и на один вход узла 21, на другой вход которого поступает сигнал из счетчика 16, соответствующий количеству эталонных сигналов т, для получения усредняющего значения крнтерия качества регулирования 1

УИ

iV

(и

По предъявлению m эталонных сигналов программым узлом 1 формируется команда на изменение масштабных коэффициентов передачи каналов управления.

Полученные значения М и IK, запоминаются в соответствующих регистрах 23 и 24 блока 10 определения оптимального коэффициента передачи.

В качестве критерия оптимальности коэффициента передачи М Q выбран показатель I - / по которому определяется интегральная оценка качества процесса регулирования. Для этого узлом 22 после каждого изменений масштабных коэффициентов М , дается команда для записи в регистр 23 величины ..

В этом случае регистр 23 дает разрешение на запись вычисленного в данном цикле значения М. коэффициента передачи в регистр 24 к предъявления его на информационном табло 25.

Таким образом, в процессе исследований определяется оптимальное значение коэффициента передачи сие-темы, в которой данный оператор, характеризуе1 ый индивидуальными психофизиологическими характеристиками, может быть использован наиболее эффективно.

Использование предлагаемого устройства в практике обучения позволяет дать интегральную оценку качества регулирования в условиях изменения коэффициента систеки управления, что расширяет функциональные возможности устройства.

По сравнению с известными предлагаемое устройство обладает широкими возможностями по варьирований параметров коэффициента обратной связи систем регулирования с участием операторов от 0,1 до 1. Это позволяет определять не только оптимальные коэффициенты передачи проектируемых систем, но способствует улучшению профопределения опе едтйров и сокращению средств их обучения управлению различными системами на 15-20%,

Полученные оценки интегральных показателей качества работы позволяют также отразить изменение характера управления, связанное с обучением, через состояние оператора и состояние системы управления.

15

Формула изобретения

1.Устройство для оценки психофизиологических характеристик оператора автоматизированных систем управлення, содержащее последовательно включенные блок задания програмNfti обучения, источник эталонных напряжений, коммутатор и счетчик циклов, последовательно соединенные

пульт оператора, блок масштабирования, функциональный преобразователь, сумматор и блок индикации, счетчик времени, вход которого подключен к второму выходу блока задания программы обучения, третий выход которого соединен с вторым входом блока масштабирования и входом формирователя кодов, второй выход коммутатора подключен к второму входу сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены последовательно включенные бдок интегральной оценки и блок определения оптимального коэффициента передачи

систены, второй вход которого соединен с выходом формирователя кодов , первый, второй и третий входы блока оценки качества регулирования подключены соответственно к выходам

счетчика времени, сумматора и счетчика циклов.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем блок интегральной оценки содержит

последовательно включенные измеритель напряжения, узел умножения напряжений, узел интегрирования, дополнительный сумматор и -узел деления кодов, выход которого является

выходом блока, вход5л узла умножения напряжений и измерителя .напряжения и второй вход узла деления кодов являются соответственно первым, вторьм и третьим входами блока.

3. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что.в нем блок определения оптимального коэффициента передачи система содержит последовательно включенные узел

сравнения, первый регистр, второй

регистр и информационное табло, первый вход узла сравнения является первым входом блока, второй вход второго регистра является ВТОЕЯЛМ входом блока, второй вход узла сравнения соединен с вторым выходом первого регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 643957, кл. G 09 В 19/00, 1978.

2.Дмитриев Н.Е. и др. Устройство для моделирования групповой взаимосвязанной деятельности. Сб. Проблема инженерной психологии, вып. 3 М., АН СССР, 1968 прототип.

От fjtoKa 4

От блока /3

От Аюла 9 О

В 5ло1С 10 фиг. 2

25

Ont&twat -ofS

22

Фиг.