Прогнозирующая система оценки летчика для авиационного тренажера
Изобретение относится к авиационной технике, а именно к авиационным тренажерам. Технический результат: повышение достоверности оценки путем обеспечения возможности автоматического прогнозирования количественных показателей поведения летчика и их вероятностных характеристик на авиационном тренажере и реальном самолете в зависимости от числа проведенных тренировок на тренажере. Изобретение содержит рабочее место летчика, сумматоры, устройство моделирования динамических характеристик самолета, устройство оценки степени натренированности обучаемого, блок прогноза, устройство управления системой оценки, блоки реальной оценки, блок коррекции, блоки вычисления достоверности оценки и регистратор. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к авиационной технике, а именно к авиационным тренажерам.
Известно устройство [1] , предназначенное для проверки летных качеств пилота при выполнении им простейшей задачи по слежению. Количественное состояние устройства соответствует состоянию проверяемого пилота. При выполнении задачи по слежению пилот подвергается воздействию управляемого элемента с регулируемой динамикой расхождения или формой фазы, отличной от минимальной. Любое приращение или стремление управляемого элемента к расхождению вызывает изменение состояния устройства. Недостатком этого устройства является отсутствие возможности прогнозирования летных качеств пилота по показателям его деятельности на тренажере и на самолете, в предстоящем полете. Наиболее близким к заявленному является устройство [2] , в котором осуществляется автоматическая оценка обучаемости по функциям автокорреляции и взаимной корреляции, по спектральной плотности и частотным характеристикам, определяющимся с помощью установленного на авиационном тренажере специального оценивающего устройства, состоящего из устройства замера и хранения в памяти сигналов, характеризующих действия обучаемого по управлению самолетом, устройства для определения динамических характеристик реакций обучаемого на внешние сигналы, переключатели режимов оценки, устройства регистрации, индикатора. Существенными недостатками данного устройства являются: невозможность прогнозирования дальнейшего хода процесса обучения данного летчика, невозможность оценки вероятного поведения летчика в аналогичной ситуации на реальном летательном аппарате, невозможность балльной оценки выполнения задания на авиационном тренажере и в реальном самолете. Поэтому он не позволяет достаточно качественно обучать летчиков, так как не дает полной информации о динамике изменения процесса обучения, а также не дает возможности вероятностными методами построить модель поведения данного летчика на борту реального самолета. Целью изобретения является повышение достоверности оценки путем обеспечения возможности автоматического прогнозирования количественных показателей поведения летчика и их вероятностных характеристик на авиационном тренажере и реальном самолете в зависимости от числа проведенных тренировок. Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, первый вход которого служит для подключения к выходу блока задания, рабочее место летчика, второй сумматор, второй вход которого служит для подключения к выходу блока имитации внешних помех, и устройство моделирования динамических характеристик самолета, второй вход которого служит для подключения к выходу блока регулировки динамических характеристик самолета, а выход соединен с вторым входом первого сумматора и является выходом системы, устройство оценки степени натренированности обучаемого, состоящее из двух устройств хранения дискретных значений замеренных сигналов, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго сумматоров, двух переключателей и последовательно соединенных блока магнитной памяти, устройства для замера динамических характеристик обучаемого и индикатора, при этом выходы первого и второго устройств хранения дискретных значений замеренных сигналов через размыкающие контакты соответствующих переключателей соединены с первым и вторым входами блока магнитной памяти, а через их замыкающие контакты - с первым и вторым входами устройства для замера характеристик обучаемого, введены два блока реальной оценки, блок прогноза, устройство управления системой оценки, блок коррекции, два блока вычисления достоверности, переключатель режимов работы и регистратор, причем первый, второй и третий входы блока прогноза соединены соответственно с выходом устройства для замера динамических характеристик обучаемого и с первым и вторым выходами устройства управления системой оценки, а первый, второй, . . . , пятый выходы которого соединены соответственно с шестыми, седьмыми, . . . , десятыми входами индикатора и регистратора и с первым, вторым, . . . , пятым входами первого блока реальной оценки, первый, второй, . . . , шестой выходы второго блока реальной оценки соединены с одиннадцатыми, двенадцатыми, . . . , шестнадцатыми входами индикатора и регистратора и первым, . . . , шестым входами второго блока вычисления достоверности оценки, а первый, . . . , шестой выходы первого блока реальной оценки соединены соответственно с первым, . . . , шестым входами первого блока вычисления достоверности оценки и семнадцатыми, . . . , двадцать вторыми входами индикатора и регистратора, двадцать третьи, . . . , двадцать седьмые входы которых соединены соответственно с первым, . . . , пятым выходами второго блока вычисления достоверности оценки, при этом первый, . . . , пятый выходы первого блока вычисления достоверности оценки соединены соответственно с двадцать восьмыми, . . . , тридцать третьими входами индикатора и регистратора. Причем каждый из указанных блоков вычисления достоверности оценки содержит пять блоков вычисления доверительной вероятности и пять дешифраторов, при этом первый, . . . , пятый входы блока соединены с первыми входами соответственно первого, . . . , пятого блоков вычисления доверительной вероятности, а шестой вход - с их вторыми взаимосвязанными входами, выходы первого, . . . , пятого блоков вычисления доверительной вероятности соединены с соответствующими входами первого, . . . , пятого дешифраторов, выходы которых соединены с первым, . . . , пятым выходами блока вычисления достоверности оценки. Причем каждый из блоков вычисления доверительной вероятности содержит пять вычислителей, пять умножителей, сумматор, делитель, два цифроаналоговых преобразователя, компаратор, счетчик, коммутатор, запоминающее устройство и генератор тактовых импульсов, при этом первые взаимосвязанные входы первого, . . . , пятого вычислителей соединены с первым, . . . , пятым входами блока, а их вторые взаимосвязанные входы - с шестым общим входом блока, выходы вычислителей соединены со взаимосвязанными первыми и вторыми входами соответственно первого, . . . , пятого умножителей, выходы которых соединены соответственно с первым, . . . , пятым входами сумматора, соединенного своим выходом с входом делителя, выход которого соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом генератора тактовых импульсов и с вторым входом коммутатора, первый вход которого соединен с выходом счетчика, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с входом второго цифроаналогового преобразователя, выход коммутатора соединен с входом запоминающего устройства, выход которого соединен с общим выходом блока, соединенного с входом дешифратора. На фиг. 1 - структурная схема прогнозирующей системы оценки летчика для авиационного тренажера; на фиг. 2 - структурная схема блока вычисления достоверной оценки; на фиг. 3 - структурная схема блока вычисления доверительной вероятности; на фиг. 4 - диаграмма работы системы. Прогнозирующая система оценки летчика для авиационного тренажера содержит (фиг. 1) рабочее место 1 летчика, первый сумматор 2, второй сумматор 3, второй вход которого служит для подключения к выходу блока имитации внешних помех, и устройство 4 моделирования динамических характеристик самолета, второй вход которого служит для подключения к выходу блока регулировки динамических характеристик самолета, а выход соединен с вторым входом первого сумматора 2 и является выходом системы, устройство 5 оценки степени натренированности обучаемого, состоящее из двух устройств 6, 7 хранения дискретных значений замеренных сигналов, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго сумматоров, двух переключателей 8, 9 и последовательно соединенных блока 10 магнитной памяти, устройства 11 для замера динамических характеристик обучаемого и индикатора 12, блок 13 прогноза, устройство 14 управления системой оценки, блок 15 коррекции, первый блок 16 реальной оценки, регистратор, второй блок 19 реальной оценки, первый 18 и второй 20 блоки вычисления достоверности оценки, переключатель 21 режимов работы, при этом выходы первого 6 и второго 7 устройств хранения дискретных значений замеренных сигналов через размыкающие контакты соответствующих переключателей 8, 9 соединены с первым и вторым входами блока 10 магнитной памяти, а через их замыкающие контакты - с первым и вторым входами устройства 11 для замера динамических характеристик обучаемого, первый, второй и третий входы блока 13 прогноза соединены соответственно с выходом устройства 11 для замера динамических характеристик обучаемого и с первым и вторым выходами устройства 14 управления, а первый, второй, . . . , пятый выходы блока прогноза соединены соответственно с первыми, вторыми, . . . , пятыми входами индикатора 12, регистратора 17 и блока 15 коррекции, первый, второй, . . . , пятый выходы которого соединены соответственно с шестыми, седьмыми, . . . , десятыми входами индикатора 12 и регистратора 17 и с первым, вторым, . . . , пятым входами первого блока 16 реальной оценки, первый, второй, . . . , шестой выходы которого соединены с одиннадцатыми, двенадцатыми, . . . , шестнадцатыми входами индикатора 12 и регистратора 17, первый, . . . , пятый входы второго блока 19 реальной оценки через контакты переключателя 21 соединены соответственно с первым, . . . , пятым выходами блока 13 прогноза, а его первый, . . . , шестой выходы взаимосвязаны соответственно с одноименными входами второго блока 20 вычисления достоверности оценки и с одиннадцатыми, . . . , шестнадцатыми входами регистратора 17 и индикатора 12, первый, . . . , шестой входы первого 18 блока вычисления достоверности оценки соединены соответственно с одноименными выходами первого блока 16 реальной оценки и с семнадцатыми, . . . , двадцать третьими входами индикатора 12 и регистратора 17, первый, . . . , пятый выходы второго 20 блока вычисления достоверности оценки взаимосвязаны соответственно с двадцать четвертыми, . . . , двадцать восьмыми входами индикатора 12 и регистратора 17, а первый, . . . , пятый выходы первого блока 18 вычисления достоверности оценки - соответственно с двадцать девятыми, . . . , тридцать третьими входами индикатора 12 и регистратора 17. Указанный блок 18 (20) вычисления достоверности оценки содержит (фиг. 2) пять блоков 22. . . 26 вычисления доверительной вероятности и пять дешифраторов 27. . . 31, при этом первый, . . . , пятый входы блока 18 соединены с первыми входами соответственно указанных первого 22 . . . пятого 26 блоков вычисления доверительной вероятности, а шестой вход - с их вторыми взаимосвязанными входами, выходы первого . . . пятого блоков вычисления доверительной вероятности соединены с входами соответственно первого 27 . . . пятого 31 дешифраторов, выходы которых через соответствующие выходы блока 18 вычисления достоверности оценки соединены с двадцать четвертыми . . . двадцать восьмыми (двадцать девятыми . . . тридцать третьими) входами индикатора 12 и регистратора 17. Указанный блок 22 (23. . . 26) вычисления доверительной вероятности содержит (фиг. 3) пять вычислителей 32. . . 36, пять умножителей 37. . . 41, сумматор 42, делитель 43, два цифроаналоговых преобразователя 44, 48, компаратор 45, счетчик 47, коммутатор 49, запоминающее устройство 50 и генератор 46 тактовых импульсов, при этом первые взаимосвязанные входы первого 32 . . . пятого 36 вычислителей соединены с первым . . . пятым входами блока, а их вторые взаимосвязанные входы - с шестым общим входом блока, выходы упомянутых вычислителей соединены с взаимосвязанными первыми и вторыми входами соответственно первого 37 . . . пятого 41 умножителей, выходы которых соединены соответственно с первым . . . пятым входами сумматора 42, соединенного своим выходом с входом делителя 43, выход которого связан с входом первого цифроаналогового преобразователя 44, соединенного своим выходом с первым входом компаратора 45, второй вход которого связан с выходом второго цифроаналогового преобразователя 48, а выход - с входом генератора 46 тактовых импульсов и с вторым входом коммутатора 49, соединенного своим первым входом с выходом счетчика 47, вход которого связан с выходом указанного генератора, а выход - с входом второго цифроаналогового преобразователя, выход коммутатора 49 соединен с входом запоминающего устройства 50, выход которого соединен с общим выходом блока, связанного с входом дешифратора 27. Система функционирует следующим образом. Она полностью выполняет все функции, свойственные ее прототипу. Помимо реализуемого в прототипе режима оценки прогнозируемых показателей обучаемого летчика на самолете по результатам его тренировок на тренажере, система имеет еще три новых режима, а именно: - режим вероятностной оценки прогнозируемых количественных показателей поведения летчика на самолете (режим "АТ-ЛА") при замкнутых контактах II переключателя 21 (фиг. 1); - режим вероятностной оценки прогнозируемых количественных показателей поведения датчика на тренажере (режим "АТ-АТ") при замкнутых контактах I переключателя 21 (фиг. 1); - совмещенный режим вероятностной оценки прогнозируемых показателей поведения летчика одновременно на самолете и тренажере как на всем периоде обучения, так и на отдельных его этапах - по усмотрению инструктора (режим "ЛА + АТ"), при замкнутых контактах II и III переключателя 21 (фиг. 1). I. Режим "АТ-ЛА". В данном режиме действия (степень натренированности, навык, мастерство) обучаемого 1 (фиг. 1) по управлению самолетом с помощью предлагаемой системы оценки проверяются (оцениваются путем ввода на вход сумматора 2 тренажера с выхода блока задания информации на тренировку по каждому из указанных каналов управления (обозначим их, например, для элеронов через Sa, для руля высоты - Sl, для руля поворота - Sz, для тяги двигателя - Sтн) и замера соответствующих реакций обучаемого по этим же каналам (обозначим сигналы, характеризующие действия обучаемого по выполнению задания в канале элеронов, через Са, в канале руля высоты - Сl, в канале руля поворота - Cz, в канале управления тягой двигателя - Стн) ) с учетом сигнала обратной связи, поступающего на указанный сумматор 2 с выхода устройства 4 моделирования динамических характеристик самолета и требующего от обучаемого определенной быстроты реакции. При этом в результирующем сигнале обратной связи учитываются управляющие сигналы с выхода блока регулировки динамических характеристик самолета, поступающие в устройство моделирования динамических характеристик самолета, и с выхода блока имитации внешних помех, складывающиеся в сумматоре 3 с сигналами, характеризующими быстроту реакции обучаемого. С помощью переключателей 8, 9 сигналы, характеризующие реакцию обучаемого, из устройств 6, 7 хранения дискретных значений замеренных сигналов направляются либо в устройство 11 для замера динамических характеристик обучаемого (через контакты переключателей 8, 9 в левом положении по фиг. 1), если они требуют обработки в процессе обучения, либо в блок 10 магнитной памяти (в правом положении контактов указанных переключателей по фиг. 1), если их обработка предусмотрена после окончания цикла обучения. Указанное устройство 11 выдает информацию о характеристиках реакции обучаемого на индикатор 12 (буквенно-цифровой, жидкокристаллический или электронно-люминесцентный) и на вход блока 13 прогноза предлагаемой системы. При этом правильность действий и, следовательно, уровень обученности его оценивается по пяти динамическим характеристикам, определяемым для каждого действия или элемента полета по всем четырем каналам управления, а именно:



















Формула изобретения
1. ПРОГНОЗИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЛЕТЧИКА ДЛЯ АВИАЦИОННОГО ТРЕНАЖЕРА, содержащая последовательно соединенные первый сумматор, первый вход которого служит для подключения к выходу блока задания, рабочее место летчика, второй сумматор, второй вход которого служит для подключения к выходу блока имитации внешних помех, и устройство моделирования динамических характеристик самолета, второй вход которого служит для подключения к выходу блока регулировки динамических характеристик самолета, а выход соединен с вторым входом первого сумматора и является выходом системы, устройство оценки степени натренированности обучаемого, состоящее из двух устройств хранения дискретных значений замеренных сигналов, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго сумматоров, двух переключателей и последовательно соединенных блока магнитной памяти, устройство для замера динамических характеристик обучаемого и индикатора, при этом выходы первого и второго устройств хранения дискретных значений замеренных сигналов через размыкающие контакты соответствующих переключателей соединены с первым и вторым входами блока магнитной памяти, а через их замыкающие контакты - с первым и вторым входами устройства для замера динамических характеристик обучаемого, отличающаяся тем, что в нее введены первый и второй блоки реальной оценки, блок прогноза, устройство управления системой оценки, блок коррекции, первый и второй блоки вычисления достоверности оценки, переключатель режимов работы и регистратор, причем первый, второй и третий входы блока прогноза соединены соответственно с выходом устройства для замера динамических характеристик обучаемого и с первым и вторым выходами устройства управления системой оценки, а с первого по пятый выходы блока прогноза соединены с одноименными входами индикатора, регистратора и через контакты переключателя режимов работы с соответствующими входами второго блока реальной оценки и блока коррекции, первый - пятый выходы которого соединены соответственно с шестыми - десятыми входами индикатора и регистратора и с первым - пятым входами первого блока реальной оценки, первый - шестой выходы второго блока реальной оценки соединены соответственно с одиннадцатыми - шестнадцатыми входами индикатора и регистратора и первым - шестым входами второго блока вычисления достоверности оценки, а первый - шестой выходы первого блока реальной оценки соединены с одноименными входами первого блока вычисления достоверности оценки и семнадцатым - двадцать вторыми входами индикатора и регистратора, двадцать третьи - двадцать седьмые входы которых соединены соответственно с первым - пятым выходами второго блока вычисления достоверности оценки, при этом первый - пятый выходы первого блока вычисления достоверности оценки соединены соответственно с двадцать восьмыми - тридцать третьими входами индикатора и регистратора. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из блоков вычисления достоверности оценки содержит пять блоков вычисления доверительной вероятности и пять дешифраторов, при этом первый - пятый входы блока соединены с первыми входами соответственно первого - пятого блоков вычисления доверительной вероятности, а шестой вход - с их вторыми взаимосвязанными входами, выходы первого - пятого блоков вычисления доверительной вероятности соединены с соответствующими входами первого - пятого дешифраторов, выходы которых соединены с первым - пятым выходами блока вычисления достоверности оценки. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что каждый из блоков вычисления доверительной вероятности содержит пять вычислителей, пять умножителей, сумматор, делитель, два цифроаналоговых преобразователя, компаратор, счетчик, коммутатор, запоминающее устройство и генератор тактовых импульсов, при этом первые взаимозвязанные входы первого - пятого вычислителей соединены с первым - пятым входами блока, а их вторые взаимосвязанные входы - с шестым общим входом блока, выходы вычислителей соединены с взаимосвязанными первыми и вторыми входами соответственно первого - пятого умножителей, выходы которых соединены соответственно с первым - пятым входами сумматора, соединенного выходом с входом делителя, выход которого соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом генератора тактовых импульсов и с вторым входом коммутатора, первый выход которого соединен с выходом счетчика, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с входом второго цифроаналогового преобразователя, выход коммутатора соединен с входом запоминающего устройства, выход которого соединен с общим выходом блока, соединенного с входом дешифратора.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4