Тренажер оператора автоматизированных систем управления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ю 1,с-.-"(22) Заявлено 0311.81 (21 3351816/18-24 (511 М Кп 3 6 09 В 9/00 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий,О 71(О 88.8) Дата опубликования описания 150383 Н. И. Кудряшов, А. Ю, Чижов, Л. П. Волков и А. Ф. Чипига(54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для профессионального отбора операторов. 5Известен тренажер оператора автоматизированных систем управления,содержащий блок управления, блок сравнения, датчик случайных событий,коммутаторы, блоки памяти, генератортактовых импульсов счетчики, элементИ и пульт ответов 1,Недостатком известного устройства является низкая эффективность исследования кратковременной памяти оператора, так как не учитываются процессы логического мышления и динамики принятия решений,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий пульт оператора, выход которого подключен к первому входу .блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом блока регистрациИ, блок ввода эталонов, соединенный с генератором тактовых импульсов, триггер Шмитта и элемент ИЛИ Г 2)Однако данный тренажер имеет невысокую точность оценки кратковременной памяти, так как при тренировке и профессиональном отборе используется только две альтернативы, что не позволяет более полно исследовать процессы интеллектуальной саморегуляции оператора, и обладает невысокой производительностью, так как предъявляемая оператору детерминированная последовательность импульсов формируется вручную.Целью изобретения является повы-. шение точности тренажера за счет использования и альтернатив и автоматизации ввода детерминированной последовательности импульсов.Поставленная цель достигается тем, что в тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий пульт оператора, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом блока регистрации, блок ввода эталонов, соединенный с генератором тактовых импульсов, триггер Шмитта и элемент ИЛИ, введены датчик случайной последовательности импульсов, блок задания. программы, блок совпадения, пер 1005155вый и второй входы которого подключены соответственно к датчику случайной последовательности импульсови к блоку ввода эталонов, .а третийвход - к выходу элемента ИЛИ и кпервому входу пульта оператора, второй вход которого соединен со вторым выходом, а третий - с третьим выходом блока сравнения, первый выходподключен к второму входу блока регистрации и к первому входу триггераШмитта, а второй выход - к первомувходу блока сравнения, первый выходтриггера Шмитта подключен к второмувходу блока сравнения, а второй выход - к первому входу блока заданияпрограммы, выход которого подключенк третьему и четвертому входам блока 10 сравнения и к входам элемента ИЛИ, а вход подключен к выходу блока совпадения.Блок совпадения содержит группу элементов И и элемент НЕ, при этом первый и второй входы элементов И являютСя соответственно первым и вто 20 рым входами блока, третьи входы элементов И через элемент НЕ соединеныс третьим входом блока, а выходы элементов И являются выходом блока.Блок задания программы содержит группу кольцевых сдвигающих регистров, элемент ИЛИ, многопозиционные 30 переключатели и группу элементов ИЛИ,при этом входы регистров объединеныи подключены к выходам элементов ИЛИ,а выходы регистров через многопозиционные переключатели соединены с.выходом блока, а входы элементов ИЛИ 35 являются входом блока.На чертеже представлена блок-схема тренажера оператора автоматизированных систем управления. 40 Тренажер содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого подключен к датчику 2 случайной последовательности импульсов и блоку 3 ввода эталонов, каждый из которых соеди нен с блоком 4 совпадений, выходыкоторого подключены к .блоку 5 задания программы, соединенному с блоком б сравнения, связанному с пультом 7 оператора и блоком 8 регистрации, Объединенный выход пульта 7 оператора соединен с входом блока 8 регистрации и со входом триггера Шмитта 9, первый выход которого подключен к объединенному входу блока б сравнения, а второй - к входу блока 5 задания программы, который через многовходовой элемент ИЛИ 10 связан с блоком совпадений 4 и пультом 7 оператора.Блок 3 ввода эталонов, формиру ющий совместно с датчиком 2 и блоком 4 совпадений алгоритм предъявления стимулов, состоит из кольцевого сдвигающего регистра 11 и многопозиционного переключателя 12. 65 Блок 4 совпадений, обеспечивающий случайное формирование детерминированной последовательности (алгоритма предъявляемых стимулов), состоит из группы элементов И 13 иэлемента НЕ 14.Блок 5 задания программы, служащий для записи и хранения заданного.алгоритма детерминированной последовательности до конца цикла испытанийи задания числа альтернатив (числаиспользуемых при ответах кнопок),содержит кольцевые сдвигающие регистры 15, многопозиционные переключатели 16, двухвходовые элементы ИЛИ 17и многовходовой элемент ИЛИ 18,Блок 6 сравнения, предназначенный для выделения правильных ответовпо каждой альтернативе, состоит изпервой группы двухвходовых элементов И 19, второй группы двухвходовых элементов И 20 и многовходовогоэлемента ИЛИ 21,Пульт 7 оператора имеет индикатор 22 "Готовность", кнопки 23 ответов, индикаторы 24 альтернатив, генератор 25 одиночных импульсов имноговходовой элемент ИЛИ 26.Блок 8 регистрации содержит счетчик 27 правильных ответов, делитель28 с переменным коэффициентом деления и счетчик 29 числа циклов.Триггер Шмитта 9 работает попринципу ждущего мультивибратора,который при поступлении на вход короткого импульса с выхода пульта 7оператора создает на первом выходеимпульс заданной длительности(1-2 с),обеспечивающий, например, свечениеиндикаторов 24 в пульте, а при возвращении в исходное положение на втором выходе возникает короткий импульс (за счет подключения к выходудифференцирующей цепи и диода),обеспечивающий сдвиг по кольцу врегистрах 15,В тренажере число предъявляемыхстимулов в детермированном алгоритмеи число устанавливаемых альтернативможет изменяться от двух до и.Работу с тренажером осуществляютследующим образом,Сначала устанавливают переключатель 12 блока 3 ввода эталонов вположение, соответствующее числуальтернатив или большее, переключатели 16 блока 5 задания программыи переключатель (на чертеже не показан) делителя 28 (определяющий коэффициент деления) в положение, соответствующее длине задаваемого алгоритма предъявляемых стимулов, например пятое. Число задаваемых альтернатив (кнопок, которыми оператордолжен пользоваться при ответе) наданном цикле, например три, устанавливается включением трех переключателей 16 в пятое положение.1005155 имает на кнопку 23 ответа, то ймпульс с выхода генератора 25 одиночных импульсов через кнопку 23 поступает на второй вход подключенного к ней элемента И 19 и через элемент ИЛИ 21 - в счетчик 27 числа правильных ответов блока 8 регистрации, Одновременно с выхода кнопки 23 импульс поступает через элемент ИЛИ 26 в делитель 28 и на вход триггера Шмитта 9, обеспечивая поступление импульса заданной длины (1-2 с) с первого выхода на вторые входы элементов И 20. Так как на первом входе элемента И 20 иМеется положительный (единичный) потенциал, то импульс с его выхода поступает на индикатор 24, сигнализируя испытуемому о правильном ответе. Через 1-2 с (в зависимости от регулировки) триггер Шмитта 9 возвращается в исходное состояние и на его втором выходе появляется импульс, который через элемент ИЛИ 18 поступает на тактовые входа регистров 15, обеспечивая в регистрах 15 сдвиг. по кольцу записанной информации. Теперь единичный потенциал подается с третьего регистра 15 на первые входы соединенных с ним элементов И 19 и 20. Одновременно первый индикатор 24 гаснет, сигнализируя испытуемому о необходимости определения второго шага алгоритма. Если оператор неправильно определяет предъявляемый стимул, например, ври определении второго шага алгоритма нажимает не на ту кнопку, т,е, не на третью кнопку, а на вторую, то запись в счетчик 27 не произойдет, так как на первом входе подключенного к второй кнопке 23 элемента И 19 сигнал (единичный потенциал) отсутствует и импульс от генератора 25 при 1 неправильно нажатой кнопке 23 не пройдет, Одновременно с выхода этой кнопки 23 импульс поступает через элемент ИЛИ 26 в делитель 28 и на вход триггера Шмитта 9, обеспечивая поступление импульса с его первого выхода на вторые входы элементов И 20, Так как на первом входе третьего элемента И 20 имеется единичный потенциал, то импульс с его выхода поступает на третий инди. катор 24, сигнализируя испытуемому, какой он должен избрать шаг алгоритма (какую он должен нажать кнопку 23), Затем триггер Шмитта возвращается в исходное положение и аналогично описанному производит сдвиг по кольцу инФормации, записанной в регистрах 15. Единичный потенциал подается со .второго регистра 15 на первые входы подключенных к нему элементов И 19 и 20. Третий индикатор 24 гаснет, сигнализируя оператору о необходимосИспытуемый, нажимает кнопку "Гож товность" (на чертеже не показана), устанавливая в исходное состояние счетчики 27 и 29 и регистры 11 и 15. Таким образом стирается информация, записанная ранее. Включается генера тор 1 и подает тактовые импульсы на вход датчика 2 случайной последовательности импульсов и вход записи кольцевого сдвигающего регистра 11, обеспечивая последовательное появле ние на каждом разряде регистра еди,ничного потенциала. Единичный потенциал последовательно подается на первые входы элементов И 13 блока 4 совпадений. При поступлении единицы с датчика 2 в одном из элементов И происходит совпадение; так как на третий вход всех элементов И 13 поступает единица с выхода элементаНЕ 14.С выхода элемента И 13, в котором происходит совпадение, единица через элемент ИЛИ 17 блока 5 задания программы поступает на вход записи, а через элемент ИЛИ 18 - на тактовые входы всех регистров, в том числе и кольцевого сдвигающего регистра 15, В первый разряд регистра 15 записывается единица. В первые разряды остальных задействованных регистров записи не происходит, так 30 как на их информационных входах отсутствует единичный потенциал. С приходом следующего импульса с одного из выходов блока 4 совпадений единица с первого разряда регистра 15 пе реписывается во второй разряд и одновременно происходит запись единицы в первый разряд того регистра 15, на соответствующем элементе И 13 которого происходит совпадение единиц 40 на входах, Запись алгоритма предьявляемых стимулов происходит до тех пор, пока на выходе переключателя 16 одного из регистров 15 не появится единица (в этом примере после вы-дачи датчиком 2 пяти импульсов). Эта единица с выхода переключателя 16 поступает на первые входы элементов И 19 и 20 блока б сравнения и.на элемент ИЛИ 10, С выхода элемента ИЛИ 10 через элемент НЕ 14 на третьи 5 О входы элементов И 13 подается нулевой потенциал, предотвращающий прохождение импульсов через блок 4 совпадений. Одновременно единица с вы- . , хода элемента ИЛИ 10 поступает на ин дикатор 22 1 Готовность" пульта 7 . оператора, сигнализируя испытуемому о начале Формирования заданного алгорйтма.Оператор приступает к определе нию заданного алгоритма путем последовательных нажатий на одну из кнопок 23 ответов.Если испытуемый правильно определяет предъявляемый стимул, т.е, на- ути определения третьего шага алгоритма. Процесс повторяется.После каждого принятия решения(ответа) испытуемым с выхода элемента ИЛИ 26 в делитель 28 поступаетимпульс, который один раз за цикл 5(в этом примере.через пять шаговтактов) записывает единицу в счетчик29 числа циклов.При полном совпадении алгоритмаоператора с заданным, индикатор 22 10фГотовность" гаснет, счетчик 27 числа правильных отображений показываетдлину алгоритма, а счетчик 29 - число циклов, за которое оператор определяет заданный алгоритм. В эависимости от показаний счетчика 29 числациклов экспериментов оператор или заканчивает исследования, или увеличивает (уменьшает) длину алгоритма иличисло альтернатив, и продолжает исследования, повторяя все действия,аналогично описанному.Использование предлагаемого изобретения позволяет более точно определить кратковременную память иулучшить качество подбора операторовза счет более полного исследованияпроцессов интеллектуальной саморегуляции, путем изменения числа задаваемых альтернатив (вначале задаютдве альтернативы, затем, по мереусвоения, три и т.д.), Применениев устройстве метода учения (трени-.ровки) с коррекцией позволяет одцовременно исследовать процессы кратковременной и долговременной памяти, З 5что, в свою очередь, также дает возможность повысить качество профессионального отбора и точность оценкипрофессиональной подготовленностиоператоров автоматизированных систем 40управления,Сокращение времени на подготовкуустройства к работе за счет автоматизации ввода детерминированного.алгоритма предъявляемых стимулов повышает производительность при исследованиях,Формула изобретения 501, Тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий пульт оператора, выход которого Подключен к первому входу блока сравнения,первый выход которого соединен- с первым входом блока регистрации,блок ввода эталонов, соединенный с генератором тактовых импульсов, триггер Шмитта и элемент ИЛИ, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности тренажера, в него введены датчик случайной последовательности импульсов, блок задания программы, блок совпадения, первый и второй входы которого подключены соответственно к датчику случайной последовательности импульсов .и к блоку ввода эталонов, а третий вход - к выходу элемента ИЛИ и к первому входу пульта оператора, второй вход которого соединен со вторым выходом, а третий - с третьим выходом блока сравнения, первый выход подключен к второму входу блока регистрации и к первому входу триггера Шмитта, а второй выход - к первому входу блока сравнения, первый выход триггера Шьытта подключен к второму входу блока сравнейия, а второй выход - к первому входу блока задания программы, выход которого подключен к третьему и четвертому входам блока сравнения и к входам элемента ИЛИ, а вход подключен к выходу блока соврадения.2. Тренажер по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок совпадения содержит группу элементов И и элемент НЕ, при этом первый и второй входы элементов И являются соответственно первым и вторым входами блока, третьи входы элементов И через элемент НЙ соединены с третьим входом блока, а выходы элементов И являются выходом блока.3. Тренажер по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок задания программы содержит группу кольцевых сдвигающих регистров, элемент ИЛИ, многопозиционные переключатели и группу элементов ИЛИ, при этом входы регистров объединены и подключены к выходам элементов ИЛИ, выходы регистров через многопозиционные переключатели соединены с выходом блока, а входы элементов ИЛИ являются входом блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 830505, кл. О 09 В 9/00, 1979,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2927519/18-24,кл. О 09 В 9/00, 1980 (прототип),1005155 Редакт тавитель Т. Панинаред О.Неце Корректор М, Шарошиеселов 9 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,аказ 1908/бВНИИПИ Гопо дела113035, Мос да из а,раж -486твенног ретений -35, Ра Подписное комитета СССР. открытий окая наб., д, 4/5