Тренажер операторов автоматизированных систем управления Советский патент 1983 года по МПК G09B9/00 

(54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к техническим средствам обучения и предназначено дня обучения и контроля степени подготовленности операторов систем управления, используемых в автоматйэи ваниых системах обработки данных и АСУ, устройствах подготовки данных для ЭВМ, системах слежения за параме ра да объектов и др., а т-акже мэжет быть использовано при проведении экспериментальных инженерно-психологических исследований деятельности операторов систем управления.

Известно устоойство, в KOTODOM блок ввода ответов связан с блоком сравнения ответов и блоком памяти, соединенным с блоком воспроизведения, который подключен к блоку сравнения ответов, блоку регистрации ,счетчику этапов, регистру адоеса, блоку сравнения адресов, блоку сравнения ошибок по этапам обучения и блоку определения признаков; подсоединенному к блоку управления, блоку сравнения адресов,блоку сравнения оши6ok по этапам обучения, блоку, сравнения ответов, связанному с блоком управления, соединенным с блоком регистрации и регистром адреса, подключенным к блоку памяти и блоку

сравнения адресов, связанжзму с бло-7 ком памяти и счетчик | этапов, подключенным к дешифратору этапов, соедиенному с коммутатором и с блоком счётчиков ошибок по этапам обучения, связанным с коммутатором, соединенным с блоком управления, выходу регистрации подключены к блоку счетчиков сшибок по этапам обучения. Счетчик этапов и дзакфратор объединены в блок определения этапов учебного процесса.

Обучающее устройство работает образом.

После ввода обучаемым ответа блок ввода ответов выдает коД ответа в блок сравнения ответов н подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок памяти. В блок сравнения ответов поступают сигналы из разрядов блока воспроизведения, а из блока определения хфизнаков поступают сигналы о считывании кодов возможного ответа и кода отличительного признака. В исходном состоянии устройство реагирует только на эти коды.

Если ни один из предус ютренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа (обучаемыйответил непредусмотренны. образом) , то пр дет код, содержащий разряд Обязат ное сравнение, и при считывании такого кода блок сравнения ответов выдает сигнал сравнения в блок управления. В блок определения призн ков поступают сигналы из разрядов блока воспроизведения, занятых отл чительными признаками, а из блока определения признаков поступают ра решающие сигналы о наличии типа ко да в блок сравнения ответов. Блок сравнения по сигналу из бло ка сравнения ответов производит зап минание наличия сравнения кода отве та и кода возможного ответа и выдает сигнал на запись оишбки в блок регистрации. Блок регистрации регис рирует и индицирует ошибку, а также выдает сигнал ошибки в блок счетчиков ошибок по этапам обучения. Дешифратор этапов подает разрешакадий сигнал на вход одного из счетчиков, находящихся в блоке счетчиков ошибо по этапам обучения и соответ :твующи определенным зтапатл обучения. Комму татор подключает к сравнения ошибок по этапам обученид один из счетчиков блока счетчиков ошибок по одному из разрешающих сигналов из дешифратора этапов. Обучающее устройство позволяет реализовывать адаптивные обучающие программы, в которых.выбор следующе го кадра каждого этапа обучения про изводится в зависимости от количест допущенных обучаемых ошибоквнутри данного этапа, а также переход от этапа к этапу (от простого к сложном в зависимости от уровня усвоения программы Однако данное устройство не позв ляет проводить коррекцию действий обучаемого непосредственно в процес обучения, что практически сводит пр цесс обучения к контролю его навыко Кроме того, оценка обученности производится только по количеству правильных оешений. В большинстве же практических случаев оператор, совершив ошибку, своевременно ее исправляет. В данном устройстве при совершении оператором ошибки процесс обучения повторяется, ,что увеличивает время и снижает эффективность обучения. Значительным недостатком устройства является большая сложность фор мирования программы обучения, так как наряду с самой информацией, предъявляемой обучаемому, необходимо фиксировать и возможные ее изменения, что ограничивает возможности в выборе материала дпя обучения и быстрой смены программы. Известно также устройство, служащее для контроля деятельности опера- тора систем управления и содержащее блок регистрации, блок задания программы, соединенный с блоком предъявления информации, блоком задания времени и блоком управления, который через последовательно соединенные блок задания времени и счетчик подключен к первым входам блока сравнения и через блок задания эталонов к вторым входам блока сравнения, третьи входы которого соединены с блоком ввода ответных действий оператора, а выход - с входом счетчика; вычислитель ошибок измерения, вычислитель суммарной оценки, блок совпадения и блок фиксации суммарных ошибок оператора, соединенный через блок совпадения с выходами блока сравнения и непосредственно с первым входом вычислителя суммарной оценки, второй вход которого подключен к блоку задания времени, а выход к блоку регистрации, входы вычислителя ошибок измерения соединены с блоком задания программы и блоком ввода ответных действий оператора, а выходы - с четвертым входом блока сравнения . Устройство работает следующим об- разом. Инструктор осуществляет выбор и задание совокупности предъявляемых оператору сигналов путем ввода через блок управления в блоки задания программы и эталонов номера программы обучения, а в блок задания временизначении длительности экспозиции сигналов . Информация индицируется на панели блока предъявления информации. Результаты ответных действцД оператора, реализуемых с помощью блока ввода ответных действий оператора, поступают на вход блока сравнения для контроля правильности последовательности действий путем сравнения с эталонной последовательностью и на вход вычислителя ошибок измерения, где определяется величина ошибки, допущенной обучающимся при изменении параметров предъявляемых ему сигна--лов. Истинные значения измеряемых параметров подаются на второй вход вычислителя ошибок измерений с выхода блока задания программы. Если очередное действие соответствует , требуемому, то на одном из выходов блока сравнения появляется сигнал, поступающий на блок совпадения и ис-г пользуемый, кроме того, для остановки счетчика, который запускается сигналом Начало экспозиции, поступающим из блока задания времени. Это дает возможность определить время реакции оператора, которое сравнивается затем с величиной норматива в блике сравнения. В том же блоке осуществляется сравнение текущей ошибки измерений, вырабатываемой вычислителем, с допустимой величиной,.поступающей из блока задания эталонов.

Блок сравнения вырабатывает все три выходных сигнала в ответ на действие оператора только в том случае, если результат этого действия удовлетворяет трем критериям: точности измерения, времени выполнения и соответствии действий оператора эталонной последовательности. При наличии этих трех сигналов блок совпадения вырабатывает обобщенный сигнал, который сохраняет прежнее состояние блока фиксации.

Бели при решении задачи оператором им.допущена ошибка в выполнении хотя бы одного действия по одному из критериев, то вся задача считается решенной неправильно.

Отношение правильно решенных задач к общему числу задач принимается за оценку деятельности обучающегося оператора и выдается в блок регистрации.

Устройство позволяет осуществлять сштоматический контроль деятельности обучакяцегося оператора и вырабатывает обобщенную оценку, по которой можно судить об уровне его подготовки к управлению технологическим процессом, средством обнаружения и слежения или каким-либо другим объектом управления 2.

Недостатком такого устройства является отсутствие в нем технических средств, позволяющих правильно контролировать работу операторов, так как анализ причин возникновения ошибок не производится.

Кроме того, в таком устройстве не предусмотрена автоматическая адаптивная смена обучаемого материала в зависимости от степени его усвоения, что затрудняет использование устройства в режиме самообучения.

Наиболее близким к изобретению является устройство, предназначенное для оценки профессиональной пригодности оператора системы управления и содержащее последовательно включенные пульт преподавателя, блок программного управления,чблок моделирования реальных процессов и пульт оператора, соединенный с формирователем сигналов управления, который подключен к блоку моделирования реальных процессов и блоку оценки, соединенному с блоком программного управления и пультом преподавателя, блок контрольного суммирования, подключенный к блоку программного управления и пулъту преподавателя, блок фиксации дополнительных ошибок, соединенный

с блоком оценки и с формирователем сигналов управления, и блок виэуального контроля, подключенный к формирователю сигналов управления.

Устройство работает следуквдим образом.

Руководитель занятий с поглощью пульта преподавателя набирает и вводит задачу, состоящую из отдельных вопросов. Количество вопросов,

О набранных руководителем занятий,

подсчитывается счетчиком вопросов . блока контрольного суммирования.

Блок программного управления в соответствии с первым вопросом воз5 действует на блок моделирования

реальных процессов, изменяющий инфорMaiwoHHoe состояние пульта оператора, и на блок оценки, в который вводится программа оценки правильности

0 ответных действий обучаемого оператора, манипулирующего органами управ,ления. При этом сигналы от органов управления пульта оператора через формирователь сигналов управления

5 поступают на второй вход блока.моделирования реальных процессов, изменяющего информационное состояние пульта операоюра с учетом ответных действий оператора/ на вход блока

0 оценки, на вход блока визуального контроля, индикаторы положений органов управления которого обеспечивают возможность субъективного контроля действий оператора, и на входы блока фиксации дополнительных ошибок. При наборе оператором правильного ответа выходной сигнал блока оценки Правильно через пульт преподавателя воздействует на блок программного управления, который с не которой выдержкой времени вводит следующий вопрос. Величина интервала времени от набора обучаемым оператором правильного ответа на предыдущий вопрос до ввода последующего

5 вопроса также зависит от требований конкретной учебной ситуации и характера самой учебной задачи.

Одновременно выходной сигнсш бло ка оценки воздействует на второй вход блока фиксации дополнительных ошибок. Этим обеспечивается возможность контроля любого дополнительного (ошибочного ) действия оператора, после набора правильного от5 вета исключается фиксация оценки Правильно и ввод следующего вопроса. Если после набора правильного ответа, оператор дополнительно манипулирует каким-либо органом управле0 ния, то в этом случае блок формирования сигналов управления формирует импульс, поступающий на вход блока фиксаций дополнительных ошибок. Выходной сигнал с этого блока воздей5 ствует на третий вход блока оценки выходной сигнал которого в этом случае изменяется на противоположный (Неправильно) и, воздействуя через первый вход пульта преподавателя на блок программного управления, предотвращает ввод следующего вопроса. При этом с выхода блока программного управления в блок конт рольного суммирования .контрольный импульс не поступает. Если же в интервале времени от набора правильного ответа до ввода следующего вопроса оператор не производит дополнительных (ошибочных) действий, то по истечении этого интервала блок программного управлени вводит следуквдий вопрос, а с выхода его на вход блока контоольного суммирования поступает контоольннй ИМПУЛЬС, свидетельствующий об окончании интервала контроля. Эти контрольные импульсы подсчитываются счетчиком контрольных импульсов блока контрольного суммиров ния. Когда число контрольных импуль сов станет равным количеству первоначально набранных руководителем занятий вопросов, на выходе блока контрольного суммирования появится сигнал Задача решена, который передается на второй вход пульта преподавателя. Устройство позволяет производить адаптивное обучение (ввод следующего вопроса в зависимости от предыду щего ответа) операторов сист.ем упра ления. Руководитель занятий примени тельно к требуемой учебной ситуации имеет возможность изменять число вопросов, относящихся к решаемой оператором задаче. Визуальный контроль позволяет оценивать действие оператора 3j. Известное устройство имеет следу щие недостатки. Во-первых, в случае, если операт совершит грубую ошибку за короткое время, не приводящую к выработке у него ложных навыков, происходит ост новка программы и ее повторение, чт существенно увеличивает время обуче ния. Кроме того, устройство имеет ограниченную точность контроля навы ков, так как при оценке не учитывается время, в течение которого сове шена ошибка. Во-вторых, на начальных этапах обучения преподаватель обычно сам показывает последовательность дейс вий операторам. Однако в силу психо физиологических и др. факторов он может ошибаться, повторяя те или ин операции, что также приводит к увеличению времени обучения. В-третьих, преподаватель в силу в силу своей инерционности не имеет возможности осуществлять в реальном масштабе времени анализ ошибок оператора. Это заставляет его часто останавливать и повторять снова процесс обучения. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства при повышении эффективности процесса обучения и контроля навыков операторов и расширении области применения устройства. Указанная цель достигается тем, что в тренажер, содержащий последовательно включенные сумматор, пульт преподавателя, блок программного управления лок моделирования реальных Процессов, пульт оператора, первый формирователь импульсов, блок фиксации дополнительных ошибок и второй формирователь импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторыми входами пульта преподавателя и блока фиксации дополнительных ошибок, блок визуального контроля, первый вход которого, подключен к выходу первого формирователя импульсов, первый вход сумматора соединен с первым выходом пульта преподавателя, а второй входс выходом блока программного управления, введены последовательно включенные функциональный преобразователь и коммутатор, второй вход :которого соединен с третьим выходом второго формирователя импульсов, третий входс вторым выходом пульта преподава теля, четвертый вход -с выходом первого формирователя импульсов, а выход - с вторыми входами блока моделирования реальных процессов и второго формирователя импульсов, третий вход которого подключен к выходу функционального преобразователя, соединенному с вторым.входом блока визуального контроля, вход функционального преобразователя подключен к выходу блока моделирования реальных процессов. t Функциональный преобразователь служит для нормализации информации и производит анализ и обработку информации, предъявляемой оператору, т.е. осуществляет ее нормализацию в соответствии с заданным алгоритмом процесса обучения или контроля действий оператора системы управления. Как известно,.процесс обучения оператора системы управления заключается в том, чтобы он некоторым оптимальным (или близким к нему) , образом производил обработку предъявляемой ему информации и правильно осуществлял последовательность действий, приводящую к ее изменению. Т.е. в процессе обучения оператор должен научиться приводить предъявляемую информацию к заданному виду. Например, при слежении за объектами оператор системы сопровождения так воздействует на органы управления , чтобы специальная марка совпала с объектом. Оператор системы управления технологическим процессом, последовательно включая и выключая те или иные устройства и приборы, в конечном итоге приводит поступающую к не му информацию также к требуемому технологическим процессом виду. Таким образом, . можно ска.зать, что при своей непосредственной рабо те оператор осуществляет нормализацию поступгисщей информации. . Под нормализацией понимается такая обработка поступающей информации, при которой определяются параметры ее преобразования. Например, при слежении за объек.тами определяются такие параметры преобразования как смещение объекта по координатным осям, изменение его масштаба, угла поворота и т.п. В системах управления технологическим процессом определяются, например, такие преобразования информация, как изменение цвета, температуры, давления, химического состава вещества и т.п. Следовательно, если сравнивать действия оператора систе мы управления с действиями специаль ного блока нормализации информации, можно существенно повысить эффектив ность обучения-и точность контроля действий оператора, так как функциональный преобразователь - блок нор марИЗации информации по сути представляет собой идеально го оператора Кроме, того, введение этого преобраз вателя значительно сократит затраты при подготовке программы предъявления информации, так как, например, в системах слежения вместе с информацией об образе объекта и фона нео ходимо иметь информацию о параметрах его преобразования (координатах объекта, его масштабе, угле поворота и т.п. ), которые требуются для оценки действия оператора. Это является очень трудоемкой задачей. В предлагаемом устройстве параметры преобразования информации мож но не иметь, так как их определяет блок нормализации информации автоматически. Кроме того, предлагаемое устройство имеет еще одно важное преимущество-; Пульт оператора и бло нормализации информации могут быть соединены с блоком моделирования регшьных процессов оптически (визуал но), что является иногда просто необходимость. В этом случае для сох ранения работоспособности устройств обучения на входе блока нормализации доЬтаФрчно установить преобразователь оптического излучения в электри ческий сигнал. Коммутатор предназначен для распределения сигналов управления формирователя и блока нормализации информации (функционального преобразователя ), Введение ко1 04утатора позволило повысить эффективность обучения за счет коррекции действий оператора (подсказки в случае, если он совершил грубую сшибку, не пряводяцую к нарушению, например, технического процесса или процесса слежения за объектом, к форгасрованию ложных навыков. При этом процесс обучения продолжается и нет несубходюгюсти возвращаться к началу этапа обучеш1я. Кооме того, поеподаватель юяеет возможность осуществлять визуальный КОНТРОЛЬ действий опеоатооа и Фикси- , оовать гоубые ошибки оператора/ не останавливая процесс, обучения. В известном устройстве иэ-за быстроты протекающих процессов обучения преподаватель не в состожгаи объективно оценить действия оператс а и продолжить обучение. В результате этого выставляется оценка Неправильно, и процесс обучения на данном этапе повторяется, что увеличивает время обучения. Процесс обучения оп аторов систем управления обычно начинается с того, что преподаватель сам показывает ту или иную последовательность действий оператору на данном этапе обучения. В Силу случайных факторов (его психофизиологическое состояние и др.) преподаватель может и ошибиться при клполнении последовательности действий. В предлагаемом устройстве этого не происходит, так нак роль преподавателя выполняет функциональный преобразователь, который выполняет эту задачу идельно. Это также является важной особенностью предлагаемого устройства. На фиг. 1 изображен предлагаекый тренажер/ на фиг. 2 - преобразователь для нормализации изображений на фиг. 3 - коммутатор, на фиг. 4 формирователь импульсов. Схематически изображенный на фиг. 1 предлагаемый тренажер содержит последовательно соединенные пульт 1 преподавателя, блок 2 программного управления, блок 3 моделирования реальных процессов, пульт 4 оператора, формирователь 5 импульсов (сигналов управления), подключенный к блоку б визуального контроля и блоку 7 фиксации дополнительшлх ошибок, выход которого соединен с формирователем 8 импульсов (.оценки действий оператора), подключенным к пульту 1 преподавателя, причем пульт 1 и

блок 2 соединены с сумматором 9, служащим для контрольного суммирования. При этом блок 3 моделирования реальных процессов соединен с функциональным преобразователем 10, который подклк чен к блоку б визуального контроля, коммутатору 11 и формирователю 8, соединенному с коммутатором 11 формирователь 5 соединен через коммутатор 11 с блоком 3 моделирования реальных процессов и формирователем 8, а пульт 1 преподавателя соединен с коммутатором 11.

В качестве преобразователя 10 для нормализации информации в зависимости от требуемых задач обучения могут быть использованы различные устройства обработки информации. Например, в случае обучения операторов слежению за объектами, подвергающимися метрическим преобразованиям (смещениям по координатным осям, изменению масштаба и угла поворота ) могут быть использованы устройства для нормализации изображений, содержащие (фиг. 2) блок 12 быстрого преобразования Фурье текущего видеосигнала, блок 13 определения эталонных значений координат, блок 14-распознавания, включакяций узел 15 вычисления функции подобия опорного и текущего изображения и уз,ел 16 хранения эталонов, блок 17 быстрого преобразования Фурье эталонного изображейия, блок 18 преобразования эталона, блок 19 управления процессом нормализации . Коммутатор 11 может быть выполнен по схеме, представленной на фиг. 3 и содержащей разнополярные ключи 20, 21 и 22, 23 по X и У и элемент ИЛИ 24.

Следует подчеркнуть, что в качест ве примера указано достаточно сложное устройство для нормализации изображений, показывающее, что практически все параметры преобразования изображения смещение по координатным осям, изменение маслитаба, вращение ) могут быть найдены. В случае, если объект подвергается, например, только смещениям -по координатным осям, то устройство для нормализации изображений может быть выполнено в существенно упрощенном виде.

Процесс обучения и контроля навыков .операторов систем слежения в этом случае осуществляется следугацим образом.

Руководитель занятий с помощью . пульта преподавателя набирает задачу состоящую из отдельных вопросов. Весь процесс обучения осуществляется от простого к сложному и разбит на 4 этапа: 1 - обучений наведению на неподвижный объектi 2 - обучение слежению за движущимися с различной

скоростью и по различным тракториям объектами,3 - обучение слежениюза движущимся объектом, масштаб которого меняется по различным законам} 4 - обучение слежению за движущимися 5 и вращающимися объектами, подвергающимися изменению масштаба.

Количество циклов обучения на каждом этапе определяется в основном сложностью и скоростью движения объек0 та.Блок 2 программного управления в соответствии с первым вопросом воздействует на блок 3 моделирования реальных процессов, в качестве кото5 рого, например, используется видеомагнитофон .

На магнитной ленте записаны неподвижные и движущиеся объекты в соответствии с этапами обучения.

0 Записанный на магнитной ленте телефильм воспроизводится например, на видеоконтрольном устройстве пульта 4 оператора.

Оператор, наблюдая, например, в 5 оптический визир и воздействуя на органы управления пульта 4 оператора, совмещает специальную марку с центром объекта. При этом сигналы, характериэующие координаты X и У марQ Ки, от органов управления пульта 4 оператора через формирователь и через ключи 20 и 22 коммутатора 11 поступают на вход формирователя импульсов .оценки действий оператора, который может быть выполнен, например, f по схеме, представленной на фиг. 4 и содержащей узел 25 и 26 сравнения, компараторы 27-30, элемент ИЛИ 31, счетчик 32 ошибок, элемент И 33, одновибраторы 34 и 35, элемент ИЛИ 36

0 и элемент И 37. Одновременно сигнал, характеризующий информацию рб объекте, с видеомагнитофона (с блока 3 моделирования реальных процессов поступает на вход преобразователя 10.

5 Этот сигнал подвергается спектрально- му анализу в базисе Фурье в блоке 12, и полученный спектр поступает в блок 13. На первом этапе нормализации блок 19разрешает прохождение

0 одного их эталонных изображений, хранящихся в узле 16 блока 14, на вход блока 17, где также подвергается спектральному анализу в базисе Фурье. Далее спектр эталонного видеосигна5 ла через блок 18 поступает в блок 13, где путем вычисления функции подобия определяется масштаб и угол вращения текущего изображения. В блоках 12 и 18 вычисляется модуль преобразоваQ ния Фурье, обладающий инвариантное- , тью к смещениям изображения объекта.

С помощью блока 19 в блоке 18 на ка.ждом цикле вычисления функции подобия осуществляетсяпреоразова5 ние спектра эталона в соответствии с заданными значениями параметров вращения и изменения масштаба. Вычисление функции подобия осуществляется в следующей последовательности. В первом цикле вычисляет ся мера сходства для положения спек ра эталона с. параметрами Х О и У (X - .параметр изменения масштаба, У - угол поворота изображения объек та ). На втором цикле изображение поворачивается на. угол У у, и снова вычисляется мера сходства, на третьем - на угол У У., и так перебираются все значения параметра вращения. Затем масштаб изображения изменяется до Д, ., и снова исчисл ется мера сходства спектра текущего и эталонного изображений при значениях У О, У, , ... По максимуму подобия, вычисленному в блоке 13, определяются параметры текущего изображения JL е , УТВУ. которые поступают в блок 18. Одновременно блок 19 разрешает прохождение выдеосигнала с узла 16 в блок 18, где он подвергается преобразованию по полученным Д. У После этого видеосигнал поступает в узел 15 блока 14, где сравнивается с текущим изображением, подвергнутым уже только смещению-. Такую процедуру .можно осуществить последо вательно для целого ряда эталонов. Таким образом, в преобразователе 10 в данном случае определяются параметры преобразования зталона его координаты X и У, а также параметры изменения масштабаjL g| вращение . Полученные сигналы, характеризуюьие координаты цели ( если оператор должен научиться отстраива ся от изменения масштаба и поворота то и параметры вращения и изменения масштаба), сравниваются узлами 25 и 26. На выходе узлов 25 и 26 устан лены компараторы 27-30 с зоной нечувствительности, определяющие точ.рость слежения оператора за объекто Так компараторы 27 и 30 для грубой сшибки имеют зону нечувствитель ности большую. Чем компараторы 28 и 29, определяющие заданную ошибку. Сигналы с компараторов 28 и 29, определяющие ошибку слежения, через элемент 31 поступают на счетчик 32. -Оценка Правильно формируется счет чиком 32 и элементом 33 в том случа если оператор удерживал марку на объекте в течение зещанного BpisMeни и совершил при этом не более раз решенного количества ошибок, а такж в случае, если он не допустил допол нительных действий после подачи команды Захват. Если же оператор совершил грубую ошибку, то в течение небольшого отрезка времени (за это время, например, срыв слежения в реальных условиях не происходит срабатывают компараторы 27 и 30 грубой ошибки, сигналы с которых через элемент 36 и элемент И 3 поступает на счетчик 32, блокируя его срабатывание, и элемент ИЛИ 24. При этом сигналы, поступающие от органов управления оператора, корректируются С или згиленяютсяД сигналами от преобразователя 10. Время, за которое может быть соверг: шена оператором грубая сшшбка, определяется временем срабатывания одновибраторов 34 и 35, запускаемых от компараторов 27 и 30. Нажатием, , кнопки Захват пульта 4 (не показана) оператор прекращает подачу управляющих сигналов и выдерживает после этого необходимое 1 заданное ) время. Если в течение этого времени оператор не совершает дополнительных действий,-То блок 7 фиксации дополнительных ошибок разрешает прохояще ние сигнала Правильно через элемент И 33, пульт 1 на блок 2 программного управления, который вводит следующую программу обучения. ,В качестве блока 6 визуального контроля в этом случае может быть использовано видеоконтрольное устройство. При начальном обучении роль преподавателя выполняет преобразователь 10, который определяет параметры преобразования (его координаты, изменение масштаба, угол поворота) и их нормализацию. В этом случае в KGM.мутаторе 11 под действием сигнала, поступающегчз на элемент ИЛИ пульта 1, переключа:отся ключи 20-23 и разрешается прохождение сигнгшов с преобразователя 10 на блок 3 моделирования реальных Процессор. Таким образом, замыкается обратная связь, необходимая для процесса слежения. В остальном работа предлагаемого устройства аналогична работе известного устройства. Использование в данном случае в качестве преобразователя 10 устройства для нормализации изображений позволило значительно сократить затраты на подготовку программы обучения (телефильма), так как вместе с информацией об объекте -уже не требуется записывать на пленку параметры его преобразования Скоординаты X и У, изменение масштаба и поворота. Кроме того, за счет .сокращения времени обучения увеличивается пропускная способность предлагаемого устройства. . Повышается та.кже эффективность обучения за счет использования в качестве информации, предъявляемой оператору, телевизионного фильма с реальными объектами и фонами..Если предлагаемое устройство обучения используется в качестве устройства обучения операторов, в задачи которых входит распознавание цвета ( такие задачи часто встречаются в меди цине, металлургии, метрологии и др. областях техникиJ, в качестве преоб разователд 10 может быть использова но устройство для нормализации цвет Предлагаемый тренажер работает следующим образом, Руководитель занятий с помои ю пульта 1, содержащего, например, клавиатуру управления и блок регист рации, набирает и вводит задачу, со тоящую из отдельных вопросов. Количество вопросов, набираемых руковод телем из максимального количества вопросов, относящихся к данной учеб ной задаче, определяется в зависимо ти от требований конкретной учебной ситуации, например стадии обучения оператора, сложности задачи, психофизиологического состояния оператора и уровня его подготовки, а также от условий взаимодействия с другими Стренажерами при проведении комплекс ных занятий и т.д. Количество вопро сов, набранных руковод 1телем занятий, подсчитывается счетчиком вопро сов (не показан) сумматора 9. Блок 2 прораммного управления, содержащий, например/ узел управления и дешифраторы команд управления в соответствии с первым вопросом . воздействует на блок 3 моделировани реальных процессов, содержащий, например , имитаторы визуальной обстановки оператора и изменяющий информационное состояние пульта 4. Обучаемый, минипулируя органами управления, производит последователь ность действий. При этом сигналы от органов управления пульта 4 через . формирбватель 5 поступают на, первый вход коммутатора 11 и первый вход блока, б визуального контроля, индикаторы положений органов управления которого обеспечивают возможность субъективного контроля действий опе.работа и на входы блока 7 фиксации дополнительных ошибок. Одновременно сигнал, характеризующий информадионное состояние пульта оператора, с блока 3 моделирования реальных процессов поступает на преобразователь 10, который обрабатывает ее в соответствии с заданным алгоритмом обучения и определяет параметры ее преобразования (изменения . Преобразователь 10производит последовательность действий, которые необходимо произвести самрму обучаемому оператору. Выходные сигналы с коммутатора 11 поступают на второй вход блока 3, изменяющего в данном случае информационное состояние пульта 4 с учетом ответных действий оператора, и на вход формироватеЛя 8, где сигналы, характеризующие действия оператора, сравниваются с Сигналами, вырабатываемыми преобразователем 10. . В случае, если оператор совершит ошибку, то на первом выходе формирователя 8 формируется сигнал Неправильно, который поступает через пульт 1 в блок 2 программного управления. Блок 2 при этом повторяет вопрос. В случае, если в процессе выполнения последовательности действий оператор совершает грубую ошибку, не приводящую к нарушению тактики или стратегии обучения С при этом у оператора не вырабатывается ложных .навыков), формирова«ель 8 выдает сигнал Ошибка, который поступает с его второго выхода на второй вход коммутатора 11. Сигналы управления оператора, поступающие в коммутатор 11 в этом случае,, корректируются ( за- . меняются) сигналами преобразователя 10, которые поступают на вход KOM-I мутатора 11. При этом на первом выходе формирователя 8 формируется сигнал Правильно, и процесс обучения продолжается. С помощью блока б визуального контроля преподаватель имеет возможность визуально оценивать действия оператора, наблюдать моменты коррекции и правильно определять степень подготовки оператора. Кроме того, оператор сам видит свой ошибку и быстро ее исправляет. В случае, если оператор правильно выполняет последовательность действий, то выходной сигнал Правильно формирователя 8 через пульт 1 воздействует на блок 2 программного управления, который с некоторой выдержкой времени вводит следующий вопрос. Величина интервала времени от набора обучаемым оператором правильного ответа на предьщущий вопрос до ввода последующего вопроса также зависит от требований конкретной учебной ситуации и характера самой учебной задачи. Одновременно выходной сигнал формирователя 8 воздействует на второй вход блока 7 фиксации дополнительных ошибок. Этим самым обеспечивается возможность контроля любого дополнительного ( ошибочного действия оператора. Таким образом, после выполнения заданной последовательности действий исключается фиксация оценки Правильно и ввод следукщего вопроса,. Если после выполнения правильного действия оператор дополнительно манипулирует каким-либо органом управления, то в этом случае формирователь 5 формирует сигнал, поступающий на вход блока 7 фиксации дополнительных

ошибок. Выходной сигнал с этого блока воздействует на третий вход формирователя 8, выходной сигнал которого в этом случае изменяется на тфотивоположный Неправильно и, воздействуя через первый вход пульта 1 на блок 2 программного управления, предотвращает ввод следующего вопроса. При этом с выхода блока 2 в сумматор 9 контрольный импульс не поступает. Если же в.интервале, времени от набора правильного ответа до ввода следующего вопроса оператор не производит дополнительных (ошибочных действий, то по истечении этого интервала блок 2 вводит следующий вопрос, а с его выхода на вход сумматора 9 поступает контрольный импульс, свидетельствующий об окончании интервала контроля. Эти контрольные импульсы подсчитываются счетчиком контрольных импульсов (не показан) сумматора 9.

Когда число контрольных импульсов станет равным количеству первоначально набранных руководителем занятий вопросов, на выходе сумматора 9 появится сигнал Задача решена, который передается на вход пульта 1. На ч. начальнь1х этапах обучения операторов систем управления преподаватель обычно показывает последовательность выполнения необходимых действий. Однако он в силу случайных факторов может сяаибиться.

В предлагаемом устройстве роль учителя выполняет преобразователь 10. Обучение в -этом случае осуществляется следующим образом.

Преподаватель, воздействуя на органы управления пульта 1 подает . сигнал на вход коммутатора 11. При этом сигналы, вырабатываемые преобразователем 10, поступают через коммутатор 11 на вход блока 3 моделирования реальных, процессов, измени- . ющего в данном случае информационное состояние пульта 4 с учетом действий преобразователя 10. Таким образом, преподаватель на первых этапах обу-, чения осуществляет показ последовательности необходимых дейстйий oneратору cf помсщью преобразователя 10.

Предлагаемое устройство ocj ecTBляет адаптивные обучение, и контроль навыков операторов систем управления, повышает точность контроля обучения, уменьшает время обучения и

обладает и. расширеншлми функциональ,Н{я«1 возможностями, что в конечном итоге позволяет повысить эффективность процесса обучения.

Формула изобретения

Тренажер операторов автоматизированных систем управления, содержащий последовательно включенные сумматор, пульт преподанатепя, блок прогргшмного управления, блок модели рования реальных процессов, пульт оператора, первый фор1«1рователь импульсов, блок фиксации дополнительных ошибок и второй формирователь импульсов, первый и второй выходы ,которого соединены соответственно с втгорымо входами пульта преподавателя и блока фиксаций дополнительных ошибок, блок визуального контроля, первый вход которого подклюххен к выходу первохч формирователя импульсов, первый вход сумматора соединен с первым выходом преподавателя, а второй вхол - с выходом блока npoipaMMHoго-управления, о тличающййся тем, что, с целью раохшрения дидактических возмоностей тренажера, в него введены последовательно включенные функцио нальный преобразователь и коммутатсф второй вход которого соединен с третьим выходом второго формирователя импульсов, третий вход - с вторым выходом пульта преподавателя четвертый вход - с выходом первого формирователя импульсов, а выход - с вторыми входами блока моделирования реальных процессов я второго, формирователя импульсов, третий вход которого подключен к выходу функционалного преобразователя, соединенному с вторым входом блока визуального контроля, вход функционального преобразователя подкгаочен к выходу блока /«эделирования реальншс процессов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фае. 2