Устройство для контроля работоспособности оператора

араокечм"т ей Союз Советскмк Социалмстмческмя Респубпмкоц 711362 ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кл.а 01 Э 3/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088, 8) Опубликован 6 25.0130. Бюллетень Мо 3 Дата опубликования описания 250130(72) Автор изобретения В. Г. Волков Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЧТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИОПЕРАТОРА Изобретение относится к области приборостроения, а именно к устройствам, предназначенным для контроля работоспособности оператора и регистрации величины текущей ошибки для5 последующего анализа на ЭВМ основных параметров его деятельности.Устройство может быть использовано для профессионального отбора, обуО чения и оперативного контроля за деятельностью операторов в замкнутых системах полуавтоматического управления, Устройство может быть также использовано при исследованиях динамики психофизиологических параметров оператора при воздействии на него различных факторов и помех.Известно устройство, в котором использованы тесты на преследующее слежение с выведением оценки каче ства по величине ошибки рассогласования, содержащее блок управления визиром оператора, блок визуальной индикации, блок задания программы движения сметки, блок вычисления ошибки слежения и блок магнитнОй регистрации (1), однако оно представляет собой сложный стационарный комплекс, который жестко связан с ЭВМ и не может быть использован в 30 производственных условиях. Недостатком этого устройства является также отсутствие системы автоматического установления оптимальных параметров теста, что приводит к необходимости ручного регулирования в процессе теста и при изменении условий проведения эксперимента,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст-. ройство для контроля работоспособности оператора, содержащее блок визуальной индикации, к входам которого подключены выходы блока задания траектории метки и блока управления визиром оператора, которые также связаны через блок вычисления ошибки слежения с регистратором ошибок 12), Однако блок задания траектории у этого устройства слишком сложен в схемном отношении и, кроме того, оно обладает недостаточным количеством выходных регистрируемых параметров.Целью изобретения является расширенче функциональных возможностей устройства, повышение объективности контроля и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два генераторалинейно изменяющегося напряжения,оммутатор, нуль-орган и две цепи,каждая иэ которых состоит из последовательно соединенных блока памятии инерционного звена, при этом нульорган включен между выходом блокавычисления ошибки слежения за ьеткой и управляющим входом коммутатора, выходы которбго соответственно соединены с генераторами и входамиблоков памяти, а выходы инерционных звеньев являются выходами блока задания траектории метки,На чертеже представлена структурио-. Функциональная схема предложенного устройства, где блок индикациисодержит электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 1 визуальной индикации, коммутаторы 2 и 3 каналов, усилители 4 и 5 отклоняющей системы ЭЛТ, управляющий коммутаторами триггер .6 и запускающий его,генератор 7 импульсов, В блоке задания траектории метки содержатся конденсаторы емкостндй памяти 8 и 9 и согласующие усилители 10 и 11 блока памяти, Управление визиром оператора осуществляется потенциометрами 12 и 13. Ошибки рассогласования выделяютсян схемах вычитания 14 и 15 блока нычисления ошибки слежения, которыйтакже содержит модуляторы 16 и 17,генератор импульсов 18, линейныйсумматор 19, резонансный усилитель20, аналогоцифровой преобразователь21 и магнитный регистратор 22.Аналоговый сигнал ошибки с усилителя 20 поступает также на нуль-орган 23, на ныходе которого включен коммутатор 24, подсоединяющий генераторы линейно изменяющегося напряжения 25 и 26 к емкостям блока памяти 8 и 9. Сигналы с согласующих усилителей 10 и 11 поступают к схемам вычитания 14 и 15 через инерционные звенья 27 и 28, а сигналы с потенциометров ручки оператора через инерционные звенья 29 и 30. Последним узлом схемы является счетчик д Устройство работает следующимобразом.На экране ЭЛТ высвечиваются дветцчки". преследуемая метка ивизир, управляеьый.оператором.Координаты этих точек определяютсяамплитудой прямоугольных импульсов,поступающих поочередно с выходовканальных коммутаторов (2,3) на входы соответствующих усилителей (4,5) отклоняющей системы ЭЛТ. Коммутаторы управляются сигналами с выходов триггера 6, который запускается короткими импульсами с генератора 7.Эти же импульсы гасят луч ЭЛТ припереключении каналов. На нходы блоков вычисления ошибки рассогласования и визуального индикатора поступают напряжения, определяющие координаты метки Ех и Еуи и на пряжения, определяющие координаты визира оператора ЕЬ и Еуб с потенциометров 12 и 13 ручки управления визиром. Ошибки слежения, представленные напряжениями рассогласования по обоим координатам (т.е. ЪЕх й ЬЕ) выделяются в узлах схем вычИ- тания 14 и 15 и далее в модуляторах16, 17, превращаются в последовательность прямоугольных импульсов, частот а повторе ни я которых выбирается порядка нескольких килогерц. Для получения геометрической суммя и вычисления модуля вектора рассогласования, на модуляторы подаются импуль"сы несущей частоты с генератора 18, 15 выходы которого имеют постоянныйсдвиг фазы в 90 . Модулированныеопо закону изменения ьХ и ьХ импульсы суммируются в линейном сумматоре 19, после чего из полученного сту пенчатого сигнала резонансным усилителем 20 выделяется первая гармоника. Этот сигнал, имеющий амплитуду, пропорциональную модулю вектора рассогласования, выпрямляется и подается на аналоговый выход для регистрации. Блок предварительной обработки результатов теста включает н себя также простой аналогоцифровой преобразователь 21, превращающий униполярное, медленно изменяющееся напряжение в последовательность стандартных импульсов, которые могут непосредственно вводится в ЭВМ или регистрироваться при помощи магнитофона для последующей обработки и анализа 35 22. 40 45 50 55 60 65 1Когда оператор (при помощи рукоятки управления) совместит визир с меткой и сигнал ошибки рассогласования на выходе усилителя 20 станет равным нулю, срабатывает нуль-орган23, на выходе которого включено релекоммутатор 24. Это. реле подключает на короткое время конденсаторы ем костной памяти 8, 9 к выходам двух несинхрониэированных генераторов линейного пилообразного напряжения 25, 26, и они фиксируют мгновенное значение напряжений, определяющих новые (случайные) координаты метки на экране ЭЛТ. Таким образом, как только цель будет накрытаона появляется н новой; случайно выбранной точке. Линейно ломанная случайная траектория метки обеспечивается теМ, что даже небольшие вариации времени интервалов между совмещениями метки и виэира оказываются во много раз больше периодон пилообраз ного си гнала генераторов. Время, необходимое метке для перехода в новое положение, может быть практически равным нулю, но может и иметь конечное, заранее выбранное значение.Определяется нремя перехода величиной постоячной времени инерционных звеньев,включенных попарно для координат711362 формула изобретенияустройство для контроля работоспособности оператора, содержащееблок визуальной индикации, к входам которого подключены выходыблока задания траектории метки иблока управления визиром оператора,которые также связаны через блок10 вычисления ошибки слежения эа меткой с регистратором ошибок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональныхвозможностей, повышения объективно 15 сти контроля и упрощения устройства,в него введены два генератора линейно изменяющегося напряжения, коммутатор нуль-орган и две цепи, каждаяиз которых состоит из последовательно соединенных блока памяти иинерционного звена, при этом нульорган включен между выходом блокавычисления ошибки слежения за меткой и управляющим входом коммутатора 2, выходы которого соответственно соединены с генераторами линейно изменяющегося напряжения и входами блоков памяти, а выходы инерционных звеньев являются выходамиблока задания траектории метки30 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шапков Ю.Т., Романов С,П.Установка для исследования следящихдвижений человека.-Сб. Проблемы35 биологической кибернетики. Л.,Наука, 1972.2. Авторское свидетельство СССРМ 435455, кл. С 01 0 3/00,.1972аж 8 аказ 8995/2 лиал ППП Патентф, г, Уж метки 27, 28 и для координат визира 29, 30. Постоянная времени звеньев выбирается для каждой пары одинаковой. Для звеньев 27, 28 это обеспечивает прямолинейную траекторию метки к месту нового стационарного положения. Движение ее, в этом-случае, будет экспоненциально замедляющимся, имитирующим движение с трением, Такая программа позволяет оператору следить эа движущейся меткой и перехватывать ее ранее достижения конечного пункта, определяемого напряжениями, фиксированными емкостной памятью. Включение инерционных звеньев в цепи управления визиром имитирует суммарную инерционность. органов управления и инерционность движения большой массы самого1 управляе - мого объекта, Эта программа окаэыв,;тся очень важной при исследованиях функции прогнозирования опе-. ратора.Первым и наиболее интегративным показателем уровня работоспособности оператора является число совмещений визира и метки, выполненных им за время отведенное тесту и зарегистрированное показаниями счетчика 31, другим информативным параметром является разброс времени интервалов между совмещениями, и, наконец, при скоростях метки, соответствующих величинам постоянной времени инерционных цепей 27, 28 порядка 1 с. и более, большое значение приобретает сам характер слежения, Обработка данных, получаемых на выходах устройства, позволяет получить величины математического ожидания и дисперсии ошибки рассогласования, а также выделить частотный фактор,характеризующий число корректирующихдвижений оператора.