Устройство для оценки работы оператора

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4 С 09 В ЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТ 4-2 Бюл. У 2нститут инженерранспортаецов1 (088.8)е свидетельствоС 09 В 9/00,в желе СС 86 ОТЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ 54) УСТРОЙСПЕРАТОРА57) Изобрееским сред т тение относитс ствам обучения оже ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ 61), 1325550(56) АвторскВ 1325550, кл быть использовано для обучения операторов технологических объектов и в научно-исследовательских целях. Цель изобретения - повышение точности, достоверности и дидактических возможностей устройства за счет исключения из ошибки оператора динамической ошибки объекта управления. Новым в устройстве является введение на выходе устройства динамических моделей объектов управления, каждая из которых содержит два усилителя, два интегратора и два элемента обратнойсвязи с соответствующими связями мелду ними. 1 э.п.ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к техническим средствам обучения, может бытьиспользовано для обучения операторовтехнологических объектов и в научно 5исследовательских целях и являетсядополнительным к авт.св. У 1325550,Целью изобретения является повышение точности устройства за счет исключения из ошибки операторов динами Оческой ошибки объекта управления.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для оценкиработы операторов; на фиг. 2 - принципиальная схема варианта динамической модели объекта управления; нафиг. 3 - переходная характеристикаобъекта управления.Устройство для оценки работы операторов содержит динамическую модель 201 объекта управления, блок 2 сравнения, блоки 3 выделения модуля, ограничители 4 амплитуды сигналов, коммутатор 5 на два входа и один выход,масштабирующий блок 6. Выходы масштабирующих блоков 6 подключены к соответствующим входам сумматора 7, выходкоторого подключен к информационномувходу интегратора 8, а выход последнего через переключатель 9 соединен 30с входом индикатора 10, Клемма источника питания через замыкающийконтакт кнопки 11 управления подключена к управляющим входам коммутаторов 5 и интегратора 8. Инверсные35входы коммутаторов 5 соединены спрямыми входами блока 2 сравнения.Входы и выход сумматора 7 подключенык входам переключателя 9.Динамическая модель 1 объекта управления содержит два суммирующихинвертирующих усилителя 12 и 13 идва инвертирующих интегратора 14 и15, включенные последовательно, ихвходные резисторы 16-19 являются регулируемыми, причем два последнихпредставляют собой сдвоенный резистор,В схеме имеются два элемента обратной связи: с выхода интегратора14 на вход усилителя 12 и с выходаинтегратора 15 на вход усилителя 13через резисторы 20 и 21 соответственно.На фиг. 1 пРиведены переходные 55характеристики объекта по одномуканалу управления, поясняющие работуустройства при идеальной работе оператора: 0 -момент включения устройства; 22 - момент включения сигнала 23 задания на объект управления и устройство; 24 - переходная характеристика объекта управления; 25 - произвольный момент времени и соответствующая ему ошибка 26 регулирования, которая в прототипе учитывалась как ошибка оператора; 27 - переходная характеристика динамической модели объекта, которая совпадает с переходной характеристикой 24 объекта при идеальной модели, В этом случае ошибка 26 объекта (точнее технической части эрганической системы управления) устройством не учитывается и выходной сигнал блока 2 сравнения определяется только ошибкой оператора.Ограничитель 4 является нелинейным блоком с характеристикой типа "зона нечувствительности" и выполнен на основе диодно-.резисторной ячейки.Коммутатор 5 каждого канала выполнен в виде реле с переключающим контактом, замыкающий контакт которого является прямым входом коммутатора 5, размыкающий - инверсным, переключающийся - выходом, а управляющий вход соединен с обмоткой реле, второй вывод которой соединен с корпусом.Интегратор 8 выполнен по одной из известных схем и может находиться в одном из типовых режимов работы, задаваемых вручную; установка "нуля" операционного усилителя, сброс решения, усиление с хранением информации и интегрирование.Переключатель 9 является однополюсным (ш+2) - позиционным, где ш - число каналов устройства. В качестве индикатора 10 использован цифровой вольтметр.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии напряжение ограничения ограничителя 4 равно нулю, На один иэ входов любого канала подается некоторое напряжение и осуществляется установка "нуля" усилителя интегратора 8 и установка его коэффициента усиления с использова- нием переключателя 9 и индикатора 10.На вход динамической модели 1 подается напряжение задания, которое через замкнутый инверсный вход коммутатора 5, масштабирующий блок 6 и1757 2. Устройство по п.1, о т л иао ч а ю щ е е с я тем, что динамическая модель объекта управления содержиу два усилителя, два интегратораи два элемента обратной связи, входы которых соединены с выходами первого и второго интеграторов соответственно, а выходы - с входамисоответственно первого и второгоусилителей, вход первого усилителяявляется входом модели, а выход подключен к входу второго усилителя, 50вход первого интегратора соединен свыходом второго усилителя, а выход -с входом второго интегратора, выходкоторого является выходом модели. з145переключатель 9 поступает на индикатор 10С помощью индикатора 10 ииспользуемого для настройки осциллографа производится настройка модели1 на требуемый переходный процесспри единичном коэффициенте усилениямасштабирующего блока 6, Требуемыединамические характеристики получаютв результате идентификации объекта.При включенном на входе только напряжении задания и установившемсярежиме настроенной модели 1 производится операция ручного нормированиясигнала подбором такого коэффициентаусиления масштабирующего блока 6,при котором его выходное напряжениестановится равным максимальному(или другому выбранному) значению.Коэффициент усиления в этом случаеоказывается обратно пропорциональным сигналу задания.Далее устанавливается требуемое напряжение ограничителя 4.Схема (Фиг, 3) позволяет реализовать передаточную функцию модели 1 объекта управления, например звена- фильтра частоты второго порядка.Схема позволяет независимо настраивать три параметра звена, связанные между, собой определенными соотношениями.Усиление, добротность и нормированная частота устанавливается соответственно резисторами 16-17 и18-19.Режим "Интегрирование" включается кнопкой 11. В коммутаторах 5 закрываются инверсные и открываются прямые входы, После этого включаются сигналы задания на входы соответствующих моделей 1. Выходные сигналы моделей 1 поступают на прямые, а сигнал фактического значения параметра - на инверсные входы блоков 2 сравнения. Выходные напряжения блоков 2, пропорциональные мгновенным ошибкам операторов, выпрямляются блоками 3 выделения модуля, ограничиваются ограничителями 4, нормируются в масштабируюших блоках 6 и суммируются сумматором 7, на выходе которого получается напряжение, характеризующее мгновенную оценку управления. В конце цикла оценки работы операторов кнопку 11 отключают и в (щ+2)-и положении переключателя 9 по индикатору 10 счи.ывают интегральную оценкуПосле сброса решения схема возвращается в исходное состояние. Введение в предлагаемое устройство многоканальной динамической модели объекта управления позволяет исключить ошибку, обусловленную динамическими свойствами объекта, отно сительное значение которой при пускеобъекта в получаемой оценке работы операторов составляет 63 - 10 Х при отношении длительности цикла оценки к постоянной времени объекта, изменяющейся в пределах 1 - 10. В итоге повышается точность и достоверность устройства, а также расширяются его дидактические воэможности. 25 Формула изобретения 1, Устройство для оценки работыоператора по авт.св, У 1325550,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, ЗО с целью повышения точности устройства, в него введены динамическиемодели объекта управления, вход каждого из которых является входомзаданной величины соответствующего 35параметра устройства, а выход подключен к одному из входов соответствующего блока сравнения.