Устройство для оценки психофизиологических характеристик оператора автоматизированных систем управления

Номер патента: 991480

Авторы: Алексеев, Величко, Островский, Паршин, Шамаев

ZIP архив

Текст

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 991480(22) Заявлено 02. 06,81 (21) 3296594/18-24 Рф) м. Яд.з с присоединением заявки Мо 0 09 В 9/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий( 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПЕРАТОРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕЯ УПРАВЛЕНИЯИзобретение относится к техническим средствам исследования деятельности операторов систем управления и предназначено для оценки интегральных показателей качества их работы.Известно устройство, предназна ченное для оценки психофизиологических возможностей оператора и содер- . жащее табло предъявления информации, пульт управления, коммутатор, генератор импульсов, дешиФратор, блок выделения ошибок, счетчик числа предъявлений, блок регистрации и блок контроля текущей величины напряженности 1 .Такие устройства дают оценки психофизиологических характеристик оператора без учета специфики его работы как основного элемента системы управления.Наиболее близким к изобретению является устройство, предназначенное для исследования групповой деятельности операторов и содержащее блок цифровой индикации, пульт оператора, источник калиброванных напряжений, сумматор и функциональный преобразователь2 .Однако данное устройство не позволяет оценить оптимальную величи-. ну коэффициента передачи контурауправления систеьы, соответствующуюпсихофизиологическим возможностямконкретного оператора, что существенно ограничивает функциональныевозможности устройства, а следовательно, снижает точность оценки.Целью изобретения является повышение точности устройства при расширении Функциональных возможностейустройства за счет определения интегральной оценки качества регулирования в условиях изменения коэффициента передачи системы.Указанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее последовательно.включенные блок заданияпрограммы обучения, источник эталонных напряжений, коммутатор и счетчик циклов, последовательно соединенные пульт оператора, блок масшта"бирования, функциональный преобразователь, сумматор и блок индикации,счетчик времени, вход которого подключен к второму выходу блока задания программы обучения, третий выход которого соединен с вторым входом блока масштабирования и входомФормирователя кодов, второй выходкоммутатора подключен к второмувходу сумматора, введены последовательно включенные блок интегральнойоценки и блок определения оптимального коэффициента передачи системы,второй вход которого соединен с выходом формирователя кодов, первый 5второй и третий входы блока оценкикачества регулирования подключенысоответственно к выходам счетчикавремени, сумматора и счетчика циклов,При этом блок интегральной оценки содержит последовательно включенные измеритель напряжения, узел умножения напряжений, узел интегрирования, дополнительный сумматор иузел деления кодов, выход которогоявляется выходом блока, входы узлаумножения напряжений и измерителянапряжения и второй вход узла деления кодов являются соответственнопервым, вторым и третьим входамиблока.Кроме того, блок определения оптимального коэффициента передачисистемы содержит последовательновключенные узел сравнения, ервыйрегистр, второй регистр и информаци:онное табло, первый вход узла сравнения является первым входом блока,второй вход второго регистра является вторым входом блока, второйвход узла сравнения соединен с вто- ЗОрым выходом первого регистра.На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - функциональная схемаблока интегральной оценки; на фиг,3 - 35функциональная схема блока определения оптимального коэффициента передачи системы,Устройство содержит программный 40 узел 1, выполненный на релейно-контактных элементах и реализующий заданный логиковременной алгоритм управления, соединенный .с коммутатором 2, источником 3 эталонного напряжения, счетчиком 4 времени и генератором 5 (случайных чисел), состоящим из последовательно соединенных генераторов шума, триггера Шмитта и усилителя-ограничителя (не показаны ), Выход генератора 5 соединен с формирователем 6 импульсов масштабных коэффициентов передачи, представляющим собой набор переключателей, выходы которого подключены к одним входам масштабных звеньев 7 каналов управления блока 8 масштабирования, выполненного в виде набора моделей безинерционных звеньев, и к входам формирователя Э кодов коэффициента передачи системы 1,реализованного 60 на умножителях аналоговых сигналов, соединенного с блоком 10 определения оптимального коэффициента передачи системы пульт 11 оператора, подключенный к другим входам масштаб ных звеньев 7 каналов управления,соединенных с функциональным преобразователем 12, выполненным на операционных усилителях, выход которогочерез суМматор 13 соединен с блоком14 индикации и блоком 15 интегральной оценки (качества регулирования,соединенного с счетчиком 16 цикла.Блок 15 "интегральной оценки содержит последовательно соединенныеизмеритель 17,напряжениявеличины отклонения, узел 18 умножениянапряжений, узел 19 интегрирования,сумматор 20 и узел 21 деления кодов.Блок 10 определения оптимальногокоэффициента передачи систем содержит узел 22 сравнения, соединенныйс регистром 23, подключенным черезрегистр 24 к информационному табло25. Узел 1, генератор 5 и формирователь 6 объединены в блок 26 заданияпрограммы обучения,Устройство работает следующим образом,При его включении узлом 1 формируется сигнал, который поступаетна вход генератора 5 для формирования последовательности случайныхчисел В . Формирователь 6 в соот 1ветствии с сигналами на его входахзадает масштабные коэффициенты Мгде 1 - номер канала, которые вводятся через первые входы в масштабные звенья 7 каналов управления ив формирователь 9 для вычисления коэффициента передачи системы по формуле ИМ= ПМ.По командам с выходов программного узла 1 запускается источник 3, задающий оператору параметры управления в виде эталонного напряжения, и коммутатор 2 для предъявления эталонного сигнала через сумматор 13 на блок 14. Одновременно по команде выхода программного узла 1 запускается счетчик 4.Оператор, в соответствии с информацией, предъявляемой на блоке 14, с органов пульта 11 через звенья 7 воздействует на входы функционального преобразователя 12 с тем, чтобы скомпенсировать представленный эталонный сигнал. При этом сумматором 13 осуществляется вычисление сигнала рассогласованияЬх = хР- х (О.. Полученное рассогласование Ьх поступает в блок 14, а также на вход блока 15 оценки качества регулирования, вычисляемого по формулеВеличина отклонения Ь х(, посту".пающего с выхода сумматора 13, опраторов от 0,1 до 1. Это позволяетопределять не только оптимальныекоэффициенты передачи проектируемыхсистем, но способствует улучшениюпрофопределения оператдров и сокращению средств их обучения управлению различными системами на 15-20.Полученные оценки интегральныхпоказателей качества работы позволяют также отразить изменение характе ра управления, связанное с обучением, через состояние оператора исостояние системы управления. ределяется измерителем 17 и поступает на второй вход узла 18 для Формирования подинтегрального выражения.Время, отводимое оператору на процесс регулирования, задается узлом 1 и с выхода счетчика 4 передается на первый вход узла 18, Полученное в узле 19 значение критерия качества регулирования 1 поступает на вход сумматора 20 для суммирования со значениями критериев качества регулирования по остальным в эталонным сигналам 3 (3 = 1 в ) и на один вход узла 21, на другой вход которого поступает сигнал из счетчика 1 б, соответствующий количеству эталонных сигналов а, для получения усредняющего значения критерия качества регулирования 1 15 формула изобретения 25 30 35 40 45 50 40 По предъявлению щ эталонных сигналов программым узлом 1 формируется команда на изменение масштабных коэффициентов передачи каналов управления. Полученные значения М, и 1 запо.минаются в соответствующйх регистрах23 и 24 блока 10 определения оптимального коэффициента передачи.В качестве критерия оптимальности коэффициента передачи И выбран показатель Т, ; по которомуопределяется интегральная оценкакачества процесса регулирования. Дляэтого узлом 22 после каждого изменения масштабных коэффициентов М дается команда для записи в регистр23 величины 1,.В этом случае регистр 23 даетразрешение на запись вычисленногов данном цикле значения М коэффициента передачи в регистр 24 ипредъявления его на информационномтабло 25.Таким образом, в процессе исследований определяется оптимальноезначение коэффициента передачи системы, в которой данный оператор, характеризуемый инДивидуальными психофизиологическими характеристиками,может быть использован наиболее эффективно,Использование предлагаемого устройства в практике обучения позволяет дать интегральную оценку качества регулирования в условиях изменения коэффициента системы управления, что расширяет функциональныевозможности устройства.По сравнению с известными предлагаемое устройство обладает широкимивозможностями по варьирований параметров коэффициента обратной связисистем регулирования с участием опе 1, Устройство для оценки психофизиологических характеристик оператора автоматизированных систем управления, содержащее последовательно включенные блок задания програмьея обучения, источник эталонных напряжений, коммутатор и счетчик циклов, последовательно соединенные пульт оператора, блок масштабирования, функциональный преобразователь, сумматор и блок индикации, счетчик времени, вход которого подключен к второму выходу блока задания программы обучения, третий выход которо" го соединен с вторым входом блока масштабирования и входом Формирователя кодов, второй выход коммута- тора подключен к второму входу сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точнос" ти устройства, в него введены последовательно включенные блок интегральной оценки и блок определения оптимального коэффициента передачи система, второй вход которого соединен с выходом Формирователя кодов, первый, второй и третий входы блока оценки качества регулирования подключены соответственно к выходам счетчика времени, сумматора и счетчика циклов.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем блок интегральной оценки содержит последовательно включенные измеритель напряжения, узел умножения напряжений, узел интегрирования, дополнительный сумматор и узел деления кодов, выход которого является выходом блока, входы узла умножения напряжений и измерителя .напряжения и второй вход узла деления кодов являются соответственно первым, вторым и треТьим входами блока.Ю3. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что.в немблок определения оптимального коэффициента передачи системы содержит последовательно включенные узелсравнения, первый регистр, второйрегистр и информационное табло,первый вход узла сравнения являетсяпервым входом блока, второй входвторого регистра является вторым входом блока, второй вход узла сравнения соединен с вторым выходом первого регистра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССРР 643957, кл. 0 09 В 19/00, 1978 2. Дмитриев Н.Е. и др. Устройство для моделирования групповой взаимосвязанной деятельности. Сб. Проблема инженерной психологии. вып. Э М., АН СССР, 1968 прототип.991480 дт АоФа 4 и Составитель А. Карло Техред Т. Маточка К тор О. Била н ж 48 б Подписное арственного комитета ССС изобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4 ал ППП фПатентф, г. У Редактор Заказ 143 0 Тира ВНИИПИ Росу по делам 3035, Москва

Смотреть

Заявка

3296594, 02.06.1981

ХАРЬКОВСКОЕ ВЫСШЕЕ ВОЕННОЕ КОМАНДНОЕ УЧИЛИЩЕ ИМ. МАРШАЛА СОВЕТСКОГО СОЮЗА КРЫЛОВА Н. И

АЛЕКСЕЕВ ВЛАДИМИР ЕВГЕНЬЕВИЧ, ПАРШИН АНАТОЛИЙ ПАВЛОВИЧ, ОСТРОВСКИЙ СЕРГЕЙ КОНСТАНТИНОВИЧ, ШАМАЕВ ЮРИЙ ПЕТРОВИЧ, ВЕЛИЧКО АНАТОЛИЙ ЯКОВЛЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G09B 9/00

Метки: автоматизированных, оператора, оценки, психофизиологических, систем, характеристик

Опубликовано: 23.01.1983

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-991480-ustrojjstvo-dlya-ocenki-psikhofiziologicheskikh-kharakteristik-operatora-avtomatizirovannykh-sistem-upravleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для оценки психофизиологических характеристик оператора автоматизированных систем управления</a>

Похожие патенты