Устройство для стохастических исследований объекта

ФО П И С ДН И Е 116 КЕЗЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, свид-ву 1) М Кч6 06 Г 15/ 11.76 (21) 2419608/182) Заявл ением заявкиприсое ГОСУдаРственный комитет (23) Приор ите,81.3088.8) 53)(43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень2 (45) Дата опубликования описания 30,06.79 елам изобретении н открытн. С. Ишин и П. Е. Чистяко 1) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛ ИССЛЕДОВАН ТОХАСТИЧ ОБЪЕКТА Х овышение точноИзобретение относится к вычислительной технике и может быть применено при контроле и тренировке операторов в скорости и точности работы с двоичными и восьмеричными кодами, отображаемыми индикатора ми, в условиях имитации различных сигналов помехи и фиксировании объективных затрат энергии и допущенных ошибок, исследуемых объектом (оператором).Известен генератор случайных двоичных 10 чисел 1 Ц, содержащий генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены с группой элементов И, группой триггеров и группой ключей управления, полупроводниковые элементы, интегрирующие и деффе ренцирующие устройства.Недостатком этого устройства является ограниченная функциональная возможность тренировки и наблюдений за исследуемым объектом (оператором). 20Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для стохастических исследований 2, содержащее элементы ИЛИ, делитель частоты, триггеры управления, генератор случайных 25 чисел, выход которого подключен к информационным входам первого и второго ключей, Выход первого ключа соединен с входом блока памяти, управляющий вход которого связан с единичным выходом пер- ЗО вого триггера управления, а через элемент задержки, - с управляющим входом первого ключа. Выходы блока памяти подключены к индикатору и через соответствующие элементы И блока элементов И - к информационному входу третьего ключа, выход которого подсоединен к двоичному счетчику, а управляющий вход соединен с нулевым выходом первого триггера управления, счетный вход которого является первым входом устройства. Управляющие входы блока элементов И соединены с выходами наборного поля.В известном устройстве информация отображается на многошкальных индикаторах в виде количественных показателей по уровням, соответствующим опрсделенным значениям параметров.Известное устройство обладает недостаточной точностью и не позволяет автоматически фиксировать объективные затраты энергии и ошибки исследуемого объекта (оператора) в процессе его работы в условиях помех,Цель изобретения - псти работы устройства.Поставленная цель достигается тсм, что устройство содержит блок анализа состояния исследуемого объекта, блок имитации сигналов помехи, дешифратор, преобразо.ватель напряжение - частота, датчик состояния исследуемого объекта, Выход датчика через преобразователь напряжение - частота, делитель частоты соединен с первым ьходом блока анализа состояния исследуемого обьекта, вход датчика состояния исследуемого объскта - с первым выходом исследуемого объекта, второй выход которого связан с входом наборного поля. Входы исследуемого объекта подключены к выходам блока имитации сигналов помехи, входы которого соединены с выходами дешифратора, а через первый элемент ИЛИ - с нулевым входом второго триггера управления, единичный вход которого соединен непосредственно с первым выходом, а через второй элемент ИЛИвторым выходом и вторым входом блока анализа состояния исследуемого объекта. Выход второго триггера управления соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого подключен к входам дешифратора, при этом третий вход блока анализа состояния исследуемого объекта является вторым входом устройства.Блок анализа состояния исследуемого объекта содержит первый двоичный счетчик, выход которого является вторым выходом блока, а вход служит первым входом блока и через последовательно соединенные первый ключ, второй двоичный счетчик, второй ключ и преобразователь код - напряжение подключен к первому входу регистратора, второй вход которого является вторым входом блока, а третий вход является третьим входом блока и подключен непосредственно к управляющим входам первого и второго ключей блока и к входу третьего двоичного счетчика блока, а через элемент задержки - к управляющему входу второго двоичного счетчика. Выход третьего двоичного счетчика служит первым выходом блока.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Генератор 1 случайных чисел генерирует случайные числа в двоичном коде, Ключи 2 и 3 управляют выходами генератора 1 случайных чисел. Дешифратор 4 формирует единичные сигналы на соответствующем выходе при появлении соответствующего двоичного числа на входе.Блок 5 имитации сигналов помехи имитирует внешние воздействия (звуковые, световые, температурные и т. д.) на исследуемый объект 6 (оператор). Каждое из устройств блока 5 срабатывает по единичным сигналам с выходов дешифратора 4 и предназначено либо для усложнения, либо для облегчения работы исследуемого объекта 6.Датчик 7 состояния исследуемого объекта снимает биотоки, генерируемые исследуемым объектом 6, и подает их на вход 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5(2) Значение функции (2) в дискретные моменты времени выражают в числе импульсов, Функция (2) характеризует качественную сторону затрат, а по формуле (1) можно определить интеграл функции (2) на любом отрезке времени.Преобразователь 16 код - напряжение преобразует двоичный код на выходе двоичного счетчика 12 в сигнал постоянного тока определенной величины. Регистратор 17 фиксирует значение функции (2) в дискретные моменты времени,Регистратор 17 наносит на график кванты энергии О в виде импульсов, формируемых двоичным счетчиком 10 и устройством 11 ввода дополнений, а также периоды дей. ствия Лт заданных помех по случайному закону, отмечаемых в виде импульсов переполнения т, формируемых двоичным счетчиком 18 с устройством 19 ввода дополнений.Триггер 20 управления управляет ключом 2 по сигналам с выхода двоичного счетчика 18 и выходов элемента ИЛИ 21.Триггер 22 управления управляет ключом 3 через элемент 23 задержки, ключом 24, блоком 25 памяти, устанавливая его в исходное состояние. Индикатор 26 высвепреобразователя 8 напряжение в часто, преобразующего их в последовательность импульсов, частота следования , которых пропорциональна величине биотока.Делитель 9 частоты осуществляет деление частоты следования импульсов на выходе преобразователя 8 напряжение - часто. та на величину коэффициента деления (к=1, 2, 3, ).Блок анализа состояния исследуемого объекта содержит следующие элементы: двоичный счетчик 10 с устройством 11 ввода дополнений, двоичный счетчик 12, ключи 13, 14, элемент 15 задержки, преобразователь 16 код - напряжение и регистратор 17.Двоичный счетчик 10 с устройством 11 ввода дополнений формирует импульсы переполнения, каждый из которых соответствует определенному кванту энергии О, затраченному исследуемым объектом (оператором) в процессе работы. Число квантов У за время работы исследуемого объекта составляет его затраты энергии Я, которая определяется по формулеО=;" юДвоичный счетчик 12, управляемый ключами 13 и 14 и импульсом сброса, поступающим через элемент 15 задержки на его вход, формирует в двоичном коде сигнал, пропорциональный значению функции затрат энергии исследуемым объектом в данный момент временичивает двоичное число, записанное в блоке 25 памяти. На наборном поле 27 оператор набирает в восьмеричном кодс высвеченное на индикаторе 26 двоичное число, Элементы И 28 блока элементов И перекрывают все выходы соответствующих единичных разрядов двоичного числа на блоке 25 памяти, если исследуемый объект (оператор) наберет правильно на наборном поле 27 соответствующее число в восьмеричном коде.Двоичный счетчик 29 фиксирует ошибки в действиях исследуемого объекта (оператора) при наборе чисел на наборном поле 27.Элемент ИЛИ 30 формирует дискретные сигналы, поступающие на вход регистратора 17.Позициями 31 и 32 обозначены входы устройства, а 33 - 35 - входы и выходы блока анализа состояния исследуемого объ. екта.Выход генератора 1 случайных чисел подключен к информационным входам ключей 2 и 3. Выход ключа 3 соединен с входом блока 25 памяти, управля:ощий вход которого связан с единичным входом триггера 22 управления, а через элемент 23 задержки - с управляющим входом ключа 3. Выходы блока 25 памяти подключены к индикатору 26 и через соответствующие элементы И блока элементов И 28 к информационному входу ключа 24, выход которого подключен к двоичному счетчику 29, а управляющий вход соединен с нулевым входом триггера 22 управления, счетный вход которого является входом 31 устройства. Управляющие входы блока элементов И 28 соединены с выходами наборного поля 27.Выход датчика состояния исследуемого объекта через преобразователь 8 напряжение в часто и делитель 9 частоты соединен с входом 33 блока анализа состояния исследуемого объекта. Вход датчика 7 состояния исследуемого объекта соединен с первым выходом исследуемого объекта 6, второй выход которого связан с входом наборного поля 27. Входы исследуемого объекта б подключены к выходам блока 5 имитации сигналов помехи, входы которого соединены с выходами дешифратора 4, а через элемент ИЛИ 21 - с нулевым входомтриггера 20, правления, единичный вход которого подключен непосредственно к выходу 34, а через элемент ИЛИ 30 - к выходу 35 и входу блока анализа состоянияисследуемого объекта. Выход триггера 20 управления соединен с управляющим входом ключа 2, выход которого соединен свходами дешифратора 4, при этом вход 32 блока анализа состояния исследуемого объекта является одновременно и входом устройства.Блок анализа состояния исследуемогообъекта содержит двоичный счетчик 10, ра ботающий совместно с устройством 11 ввода дополнений. Выход двоичного счетчика 10 соединен с выходом 35 блока, а входс входом 33 блока и через последовательно соединенные ключ 14, двоичный счетчик 12, ключ 13 и преобразователь 1 б код в нап жение с первым входом регистратора 17, Второй вход регистратора 17 является входом 32 блока и подключен непосредственно к управляющим входам ключей 13, 14 и к входу двоичного счетчика 18, работающего совместно с устройством 19 ввода дополнений, а через элемент 15 задержки - к управляющему входу двоичного счетчика 12. Выход двоичного счетчика 18 является выходом 34 блока. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Работа устройства состоит в следующем.Перед началом работы на исследуемом объекте (теле оператора) закрепляется датчик 7 состояния исследуемого объекта, на входы 31 и 32 устройства подаются последовательности импульсов частоты , ивключается генератор 1.При поступлении импульсов частоты на счетный вход триггера 22, последний поочередно переходит в нулевые и единичные состояния. При переходе триггера 22 в единичное состояние,правляюшпй сигнал переводит блок 25 памяти в исходное состояние и через элемент 23 задержки откоывает ключ 3, Случайное двоичное число с выхода генератора 1 пост"пает на вход блока 25 памяти и фиксируется на нем. Включается индикатор 26, отражая записанное двоичное число в блоке памяти.Оператор б переводит двоичное число в вос мерпчное и цабиоаст его на наборном поле 27. Если восьмеричное число набрано правильно, то элементы И 28 блока по единичным разрядам двоичного числа закрываются, Прп приходе очередного импульса на вход триггера 22 последний переходит в нллевое положение и ключ 24 откоывается. Если оператор непоавильно перевел двоичное число в восьмеричное, то один илп несколько элементов И блока 28 по едшгпчньлм разрядам оказывается от".:рытьтмп и в двоичный счетчик 29 записывается; импульс.Одновременно е попходом первого импульса частоты , формпруетея импульс переполнения, который переводит триггер 20 в единичное состояние и через устройство 19 вводит дополнение в двоичный счетчик 18. При этом ключ 2 открывается и ел чайное двоичное число поступает на входы дешифратора 4. Единичный сигнал на одном из выходов дешпфратора 4 включает соответствующий сигнал помехи блока 5 имитации сигналов помехи, Одновременно этот же единичный импульс на выходе дешифратора 4 переводит через элемент И,ЧИ 21 триггер 20 в нулевое состояние, ключ 2 закрывается. дешифратор 4 включается,7Имп;льс псреполненпя с выхода двоичного счетчика 18, пройдя через элемент ИЛИ 30, поступает па второй вход регистратора 17.Начинается работа исследуемого объекта (оператора) в условиях первого сигнала помехи Лт,. При сформировании второго импульса переполнения на выходе двоичного счетчика 18 работа схемы повторяется.Однако если будет включен второй сиг нал помехи, то первый сигнал помехи включается, Включение различных сигналов помехи уменьшает либо увеличивает затраты энергии оператора при выполнении им работы.Как только включается в работу датчик 7 состояния исследуемого объекта, биотоки с его выхода преобразуются преобразователем 8 напряжение в часто в последовательность импульсов, частота следования которых а пропорциональна биотоку. Импульсы частотыпоступают па вход двоичного счетчика 10 и через открытый ключ 14 - на вход двоичного счетчика 12, Импульсы переполнения с выхода двоичного счетчика 1 О соответствуют определенному кванту энергии д, затраченному исследуемым объектом (оператором) в процессе работы.Импульсы-кванты д через элемент ИЛИ 30 поступают на второй вход регистратора 17.С приходом импульса частоты , ключ 14 закрывается, ключ 13 открывается и двоичное число на выходе двоичного счетчика 12 преобразуется преобразователем 16 код - напряжение в импульс определенной величины, который поступает на первый вход регистратора 17 и фиксируется в дискретный момент времени, отображая определенное значение функции п=(1).Этот же импульс частотыпройдя через элемент 15 задержки, устанавливает двоичный счетчик 12 в исходное положение. Двоичный счетчик 12 вновь заполняется импульсами частоты 1 О. Импульсы частоты , используются также для синхронизации работы регистратора,Предлагаемое устройство благодаря наличию новых элементов и новых связей обеспечивает существенное повьппение точности работы и эффективную тренировю исследуемого объекта при различных сигналах-помехах, создаваемых по случайном законх. Устройство позволяет автоматически фиксировать объективные затраты энергии и ошибки исследуемых объектов 1 операторов) в процессе их работы над двоичными и восьмеричными кодами, а так же автоматически строить график функции затрат энергии исследуемым объектом с отражением количественных и качественных свойств этой функции.В результате тренировок операторов на таком устройстве представляется возможным свести до минимума их субъективные оцшбки, провести профессиональный отбор 6709398наиболее способных операторов и существенно повысить точность работы, эффективность и экономичность использования ЭВМ и автоматизированных систем управления и контроля.Формула изобретения1. Устройство для стохастических исследований объекта, содержащее элементы10 ИЛИ, делитель частоты, триггеры управления, генератор случайных чисел, выход которого подключен к информационным входам первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с входом блока памя 15 ти, управляющий вход которого соединен ссдиничным выходом первого триггера управления, а через элемент задержки - суправляющим входом первого ключа, выходы блока памяти соединены с индикатором20 и через соответствующие элементы И блока элементов И подключены к информационному входу третьего ключа, выход которого подключен к двоичному счетчику, а управляющий вход соединен с нулевым выхо 25 дом первого триггера управления, счетныйвход которого является первым входом устройства, управляющие входы блока элементов И соединены с выходами наборного поля, отличающееся тем, что, с целью30 повышения точности работы, устройство содержит блок анализа состояния исследуемого объекта, блок имитации сигналов помехи, дешифратор, преобразователь напряжение - частота, датчик состояния исследуед 5 мого объекта, выход датчика через преобразователь напряжение - частота, делительчастоты соединен с первым входом блокаанализа состояния исследуемого объекта,вход датчика состояния исследуемого объ 40 скта соединен с первым выходом исследуемого объекта, второй выход котооого соединен с входом наборного поля, а входы исследуемого объекта подключены к выходамблока имитации сигналов помехи, входы45 которого соединены с выходами дешифратора, а через первый элемент ИЛИ - снулевым входом второго триггера управления, единичный вход которого соединен непосредственно с пеовым выходом, а через50 втооой элемент ИЛИ - с втооым выходоми вторым входом блока анализа состоянияисследуемого объекта, выход втооого триггера упо авления соединен с упоа вляюгц имвходом второго ключа, выход котооого сое 55 динен с входами дешифратооа, при этомтретий вход блока анализа состояния иссле.дуемого объекта является вторым входомустоойства,2. Устройство по и. 1, отличающееся60 тем, что блок анализатора состояния исследуемого объекта содержит первый двоичный счетчик, выход которого является втооым выходом блока, а вход является первым входом блока и через последователь 65 но оепиненныс первый ключ, второй дво670939 101 ставитель Э. Сечи А. Камышникова узова нишев ахнина едакт рректоры:и аказ 1310/14ЦН Тираж 779арственного комитетиий и открытийаушская наб., д. 45 Изд388 НПО Поиск Госу по делам изобрет 3035, Москва, Ж, ПодписиССР биография, пр. Сапунова,ичный счетчик, второй ключ и преобразователь код - напряжение подключен к первому входу регистратора, второй вход которого является вторым входом блока, а третий вход является третьим входом блока и подключен непосредственно к управляющим входам первого и второго ключей блока и к входу третьего двоичного счетчи. ка блока, а через элемент задержки - к управляющему входу второго двоичногосчетчика, выход третьего двоичного счетчика является первым выходом блока.Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство Мо 40185,кл, 6 06 Р 11/02, 1971.2. Авторское свидетельство Мв 45076,кл. б 06 Г 11/00, 1973.