Тренажер операторов систем управления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик и11968840 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 15 ° 12 ° 80 (2f) 3242838/18-12 с присоединением заявки ¹ " (513 M. Кл.

09 В 9/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритетf 53) УДК 681; 136 ° . 5 1 (088. 8)

Опубликовано 23.10.82 ° бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания23,10,82 (72) Авторь изобретения оваВСЕСОЮЗНМ

ТЕХНИЧНО%

БИБЛИОТЕКА

Ю. И. Шорохов, A. В. Каныгин и Э. Ф. Хвор (71) Заявитель (54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

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 бло ком 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 изображенияЯ

Недостатком известного тренажера является его невысокая эффективность.

Цель изобретения - повышение эффективности тренажа.

Поставленная цель достигается тем, что тренажер операторов систем управления, содержащий пульт преподавателя, соединенный с программныМ блоком и блоком задания времени, который подключен к формирователю иэображения и программному блоку, соединенному через блок регистрации с пультом обучаемого, и информационное табло, подключенное к формирователю иэображения, имеет блок,преобразования случайных сигналов в числа, блок формирования аналитических функций, блок формирова- 30 ния управляющих сигналов и формирователь признаков подсвета, при этом управляющие выходи 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 подключены к первым информационным входам формирователя иэображения, 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.

968840

Тренажер операторов систем управления содержит пульт 1 преподавателя, соединенный с программным блоком 2 и блоком 3 задания времени, который подключен к формирователю 4 иэображения и программному блоку 2, соединен- 5 ному через блок 5 регистрации с пультом 6 обучаемого, и информационное.< табло 7, подключенное к формирователю 4 иэображения.

Тренажер также имеет блок преобразования случайных сигналов в числа, состоящий из узла 8 случайного напряжения 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 сигналов,,входами блока преобразования случайных сигналов в числа и входом блока формирования аналитических функций, первый выход которого подключен к информационному входу блока 5 регистрации, выходы блока 14 формирования управляющих сигналов непосредственно и через формирователь 13 признаков подсвета подключены к первым информационным входам формирователя

4 иэображения, второй информационный З5 вход которого соединен со вторым выходом блока формирования аналитических функций, подключенного через блок преобразования случайных сигналов в .числа к управляющему выходу блока 3 40 задания времени.

В блок-схему узла случайных напряжений и блока задания времени входят генератор 15, линия 16 задержки, 45 схема.И 17, триггер 18 бланка, схема

И 19, счетчик 20 времени экспозиции, схема И 21, сигнал 22 "Начало цикла", счетчик 23, схема И 24, ключи 25, генератор 26 случайного напряжения, интегратор 27, инвертор 28, схема,Й

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.Z).

Блок-схема узла числовых параметров (фиг. 3) включает инвертор 39, сум-оо матор 40, схему 41 перемножения, сумматор 42, и ив ертор 4 3, схему 4 4 срав н ения, ключ 45, источник 46 единичного напряжения, сигнал Х „„„.д 47 с блока 1, сигнал Х,„„„48 с блока 1, пороговое U 49 6S с блока 1, случайное напряжение 50 и логическую переменную 51 0 или 1.

В примерах аналитических преобразований (фиг. 4 и 5) обозначены схемы ,52 и 53 возведения в квадрат, сумма" тор 54, схема 55 сравнения с порогом, ключ 56, источник, 57 единичного напряжения, константа d 58 с блока 1, результирующий сигнал 59 на блок 10 и случайное напряжение .60 и 61 с бло ка 12, 1

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 иэображения. узел 8 случайного напряжения предназначен для формирования случайного напряжения и последовательной записи его амплитудных значений с частотой следования синхроимпульсов в элементы памяти, количество которых определяется сигналами, поступающими иэ блока 3, а значения амплитуды случайных напряжений используются в блоке 12 для определения значений числовых параметров. Формирователь 4 иэображения предназначен для управления отображением числовых параметров 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 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 вЂ, 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..

5 б

ПРограммный блок. 2 предназначен Перед началом экспериментальных для управления работой блока 4 по исследований с пульта 1 задается командам с блоков 1 и 3. в соответст- общее количество отображаеьых вии с заранее подготовленной програм- величин; мой эксперимента," записанной на пер-.- .. временные сигналы отображаемой фоленту или, какой-либо другой носитель информации (время экспозиции Т и информации. В автономном режиме рабо- принятия решения Тр ); ты, инФормация о значениях логичес- минимальные и максимальные эначекой Функций подается в блок 5.регист- ния числовых параметров.и величин рации. пороговых напряжений; .

Блок 3 задания времени преднаэна- 10 общее количество и -вид аналитичесчен.для синхронизации работы блоков .ких функций;

8 и 2 и задания временных характерис- вид логической функции; тик отображения информации блоком 4 признаки вида отображаемых величин. в соответствии с сигналами с пульта 1.

Регистр 12 запоминания ординат

При включении устройства генера тор 15 блока 3 задания времени. начнпредназна .ен для хранения значений

:нает выдавать синхроимпульсы (СИ) всех отображаемых числовых параметров с периодом следования Т ц . Они посту:к логических аргументов, определяемых блоком 9. Общее количество отобража пают на линию 16 задержки, образуя емых величин задается с блока 1, а их 20 . отображение осуществляется через блок задержан ную на Ти/2 (3C И) . Импульсы .4. Эти величины используются узлом 11

ЗСИ поступают на .первый вход схемы .

И 17, на второй вход которой поступа.логических аРгУментов ДлЯ ВычислениЯ „П „ 2 с л 1, и ет сигнал Пуск значений логических аРгументов по ис- — . е ИЛИ 31 С В шедший через схему ИЛИ ..С ее выхода сигнал поступает на триггер 18

Значения логических аргументов повыработки бланка. С прямого выхода да отся в узел 10 логических функций триггера 18 бланк поступает на схему

ДЛЯ ОпреД гении значений заДанной с И 21 аз,а О ие СИ на чеДлд.статистическОй оценки хаРактеристик 1 выб ется необхо имое кота 1, где выбирается необходимое кодеятельности оператора и содержит выЧИСЛИТЕЛЬ И ЭЛЕКТРОННО-ПИШУЩУЮ МаШИН ко мутации соответствующего количесткУ типа "КонсУл" или печатающее Уст- ва выходов дешифратора. Каждый выход

Ройство, напРимеР ЕС-7032. В нем по 35 дешифрирув teFO устройства подключен результатам, вводимым с пульта 6 и к одному иэ ВХОДОВ 34 схемы H 24

Уэл 10 логических функций или блока бл ка 3 задания времени на второй задания времени, 2 (в автономном Режиме), пРоводитск вход которой поступает. ЗСИ. С выхода оценка параметров распределения веро-" схем И 24 ЗСИ поступают на клянчи 25

Ятности пРавильных и ошибочных Реше- 40 блока 8 .случайных напряжений, открыний, принимаемых опеРатоРом. вая их на время действия ЗСИ.

Блок 14 пРедназначен. длЯ хРанениЯ . Ключ представляет собой усилитель, : значений пРизнаков ВиДа Отображаемых коллекторной нагрузкой которого являвеличин (числовых паРаметРов либо ло- ется обмотка герконового контакта. гических аРгУментов). Эта информациЯ на герконовый контакт заведен .сигнал постУпает на формирователь 4.иэображе-,. с генератора 26 случайных напряжений, а ниЯ и на Формирователь 13 пРизнаков . который на Время действия зси поступодсвета, где по значению пРизнака п ет на один из интеграторов 2 7, эавиДа информации фоРмиРУютсЯ сигналы .пом ная значения- случайного напряже" подсвета Различной амплитуды котоРые ния генератора 26. Длительность ЗСИ чеРез блок 4 поДаютсЯ на моДулЯтор 50 Выбирается такой, чтобы за время импульса интегратор не выходил за преУзел 9 числовых параметров пред- целы линейного участка характеристиназначен для вычисления значений чис- ки. ° ловых параметров: Таким образом, осуществляется

- X. = U - (X - - X . ) + X. последовательная запись случайного и логической:переменной . напряжения в ячейки памят, с р

1 С Ч 1М ОХ 11И . q SnIn и об анные на интеграторах, выходы которых соединены с соответствующими входами узла 9 числовых параметров. по значениям амплитуды случайного ройства 34 импульс, с ую льс соответствующий напряжения, поступающего из блока 8, выбранному количеству Отображаемых и исходным данным с блока 1. величин с пульта 1, поступает на

После включения устройство работа- второй вход триггера 18 бланков, возет следующим образом.

9б8840 версный выход триггера 18 бл нка соединен с первым входом схемы И 19, разреш..я прохождение по второму ее входу CH. С выхода схемы И 19 они поступают на счетчик 20 времени экспозиции. Время экспозиции Т выбирает- 5 ся на пульте 1 путем коммутации обратных связей Зб счетчика 20. Спустя время, равное T, счетчик 20 вырабатывает импульс 3.8, поступающий на формирователь 4 изображения для формиро-)p вания сигнала стирания изображения с информационного табло, а также ,на установку в исходное состояние счетчика 23 и интеграторов 27. С инверсного выхода счетчика 20 после окончания сигнала стирания изображения поступает первое разрешение на схему И 29 на прохождение СИ на вход счетчика 30 принятия решения. Второе разрешение поступает на третий вход

37 схемы И с пульта. 1, на котором выбирается время, необходимое для принятия решения. Спустя время, равное Т, СИ прекращают поступать на счетчйк 30 принятия решения, и он» .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 повтбрного запуска программы экспери-ЗО мента. В этом режиме устройство работает автономно, йо при поступлении с пульта 1 импульса "Конец цикла" вместо. сигнала ",Пуск" 32 на схему

И 17 устройство останавливается. .35

Значение случайного напряжения

35, запомненное на интеграторах 27, поступает в узел 9 числовых параметров.

С пульта 1 в блок 9 задаются вели-4Q чины Х,; 47, Х „п„ 48, а также величина U пороговое 49.

Блок 9 состоит из двух частей.

Первая часть формирует величины числовых параметров, осуществляя 45 преобразование

X„" = U„-ñ, ö(Õ ûñðñ Х мм ) + Х м иВторая часть формирует значения непосредственно отображаемой логической переменной, осуществляя преобразование л если Б. „„y Б„„

О, в противном случае.

В первом случае с пульта 1 задаются значения Х,„„ „ 47 и Х,„о 48, а также с блока 3 поступает содержимое соответствующих интеграторов 27 случайных напряжений 35. Значение

X jp 47 поступает на инвертор 39, а также на первнй вход сумматора 42, 60 а с выхода инвертора 39 сигнал поступает на первый вход сумматора 40, на второй вход которого поступает значение Х „ 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 выходына соответствующие входы .регистра

12 запоминания ординат. Регистр запоминания ординат представляет собой промежуточную памят . между блоком числовых параметров и блоком логических аргументов, выполненных на интег-, раторах. С него преобразованное случайное напряжение выдается на форми;рователь 4 иэображения и узел 11 ло-„ гических аргументов. Кроме того, с пульта 1 может изменяться порядок опроса регистра 12 запоминания ординат.

Во втором случае с пульта 1 поступает величина U пороговая 49, которая подается на инвертор 43, с выхода которого отрицательная пороговая величина поступает на первые входы 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 по" ступает 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 выражением

1, если Е(х, х2,..., j) id

0 в противном случае, где х, х, ..., х - значение числовых У параметров;

d — константа 58, задаваемая с пульта экспериментатора;

К вЂ” полином k-й .степени, то для вычисления L достаточно иметь набор инверторов, сумматоров, схем перемножения и схем сравнения с порогом, выход которых управляет ключом, через который ециничное на- . пряжение подается в узел 10 логических функций.

Например, если значение логического аргумента определяется выражением 2 я

1при х + х - 0 5

L 2

0 при х + х c 0,5, 968840

Формула изобретения

Тренажер операторов систем управления, содержащий пульт преподавателя, соединенный с программньж 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 изображения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности .тренажа, ои имеет блок преобразова" . ния случайных сигналов в числа, блок формирования аналитических функций, блок формирования управляющих сигналов и формирователь признаков подсвета, при Этом управляюцие 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 под9 где хл 60 и х б1 случайное напряже- ние с выходов соответствуюцих ячеек памяти регистра ординат, \ . то преобразование осуществляется по схеме, показанной на фиг, 4, в которую входят схемы 52 и 53 воз- 5 ведения в квадрат, сумматор 54, схема

55 сравнения с порогом, ключ 56 и источник 57 единичного напряжения..

Узел 10 логических функций представляет собой совокупность коммути- 19 руемых с пульта экспериментатора ло-гических элементов И, ИЛИ, НЕ, входы которых экспериментатор -в соответ -ствии 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

1.ф = (х л+ х ь 0,5) h (х у 0,4) х (x4 + 0,7,х4 - 1 > 0,3) p, (x ) 0,5), то на экране индикатора отображаются значения х, х, затем через позицию — 0 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 регистрации для оценки резуль татов тренажа.

Бл:-.;к 14 состоит из RS-триггеров, 35 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 40 записать логические аргументы, тогда на наборном поле эаземляются их

R-входы н 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. Единичные 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 подсве.та;

55 ,l

Формирователь 13 состоит из схем, .формирующих импульсы подсвета, которые в зависимости от поступающих на их входы импульсов единичного или . 60 нулевого уровня формулируют импульсы различного напряжения, поступающие на формирователь 4 изображения и далее на ЭЛТ информационного табло 7 для подсвета информации числовых па- 65 раметров и логических аргументов с различной степенью яркости.

Формирователь 4 изображения на который поступают числовые параметры, 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 управля ющие входы подается напряжение бланка времени экспозиции Тд, а последовательность подачи управляющего напряжения на вторые входы ключей определяется заданной 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 условияк 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. 968840

11 ключен к информационному входу блока регистрации, выходы блока формирования управляющих сигналов непосредст венно и через формирователь признаков подсвета подключены к первым информационным входам формирователя изображения, второй информационный вход которого соединен с вторым выходом блока формирования аналити12 ческих функций, подключенного через блок. преобразования случайных сигналов з числа к управляющему выходу блока задания времени.

3 . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР,9 435554, кл. A б1 В 5/1б, 1973.

Составитель C. Алексанов . Редактор Н. Егорова Техред А.Бабииец Корректор М. Коста

Заказ 8179/78 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4