Тренажер оператора автоматизированной системы управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСйййещаРЕСПУБЛИК ОЮ 69 КОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТНРЫТЮ УД 4 РСТВЕНН ДЕЛАМ ИЭО ОБРЕТЕН ИСАНИЕ(прототип ). ду блокапоследоватрой вход кэлемента А. Сляд логии АН СССР8)видетельство СССВ 9/ОО, 1982(4 )(57 )1,ТРЕНАЖКР ОПЕРАТОРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ иоавт. ав. М 1042065, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расщирения дидактических возможностейтренажера, в него введены последовательно включенные блок формированиявероятностной последовательности иьпульсов н первый элемент И, второйвход которого соединен с третьимвыходом Формирователя импульсов, авыход - с третьим входом блока управления и контроля и с нятьве входомблока ввода эталонов, третий выходкоторого подключен к первому вхоформирования вероятности Йельности импульсов, вто оторого соединен с выходом ИЛИ,а первый и второй выходы с третьим и четвертым входамн ключа соответственно.2. Тренажер по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в нем блок формирования вероятностной последовательности импульсов содержит второй элемент И и последовательно включенные генератор, дополнительный счетчик, коммутатор, третий ревврсивный счетчик, первый триггер и второй триггер, второй вход которого соединен с выходом второго эле" мента И, первый вход которого иод-, ключен к выходу генератора, вторые входы третьего реверсивного счетчика и первого триггера являются первым входом блока, второй вход второго элемента И и третий вход третьего реверсивного счетчика- вторым. входом блока, а выходы перво" го и второго триггеров - первым и вторым выходами блока соответственно.30 Изобретение относится к автомати-;.ке и вычислительной технике, вчастности к тренажерам, может бытьиспользовано для профессиональногоотбора, обучения и тренировки операторов АСУ.Но основному авт. св. М 1042065известен тренажер оператора автоматизированной системы управления, содержащий пульт оператора, первыйи второй выходы которого соединенысоответственно с первым и вторымвходами блока сравнения и элемента ИЛИ, выход которого через ключподключен к первому входу блока регистрации, третий и четвертый входыблока сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока ввода эталонов, второй вход ключаподключен ко второму выходу блокаввода эталонов, формирователь импульсов, первый выход которого соединенс первыми входами блока ввода эталонов и блока управления и контроля, второй вход которого соединен свыходом блока сравнения, первый выход - со вторым входом блока эталонов, третий выход которого подключен к третьему входу блока регистрации, а третий и четвертыйвходы - к первому выходу пультаоператора и второму выходу формирователя импульсов соответственно.При этом блок управления и контролясодержит счетчик и первый реверсивный счетчик, а блок ввода эталонов -второй реверсивный счетчик и узелоперативной памяти.Данный тренажер позволяет эффективно исследовать и тренироватьоперативную память, восприятие, пере 40кодирование, информационный поиск,оперативноемышление и другие общие элементарные способности человека-оператора 11.Однако при работе на тренажере мо делируется деятельность оператора встрого детерминированных средах,которые редко встречаются в реальной профессиональной деятельности,что ограничивает дидактические возможности тренажера.Цель изобретения - расширение дидактических возможностей тренажера за счет исследования тренировкивзаимодействия общих элементарных 55видов операторской деятельности ввероятностно-детерминированных средах,Поставленная цель достигаетсятем, что в тренажер оператора автоматизированной системы управлениявведены последовательно включенныеблок формирования вероятностнойпоследовательности импульсов и первый элемент И, второй вход которогосоединен с третьим выходом формирователя импульсов, а выход - с тоетьимвходом блока управления и контроляи с пятым входом блока ввода эталонов, третий выход которого подключен к первому входу блока формирования вероятностной последовательности импульсов, второй вход которогосоединен с выходом элемента ИЛИ, апервый и второй выходы - с третьим и четвертым входами ключа соответственно,Блок формирования вероятностнойпоследовательности импульсов содержит второй элемент И и последовательно включенные генератор, дополнительный счетчик, коммутатор, третийреверсивный счетчик, первый триггер и второй триггер, второйвход которого соединен с выходом второго элемента И, первыйвход которого подключен к выходугенератора, вторые входы третьегореверсивного счетчика и первоготриггера являются первым входомблока, второй вход второго элемента И и третий вход третьего ревер -сивного счетчика - вторым входомблока а выходы первого и второготриггеров - первым и вторым выходами блока соответственно,На чертеже представлена структурная схема тренажера.Тренажер содержит пульт 1 оператора, выходы которого соединены,со входами блока 2 сравнения иэлемента 3 ИЛИ,выход которого соединен с входом формирователя 4 импульсов, выход которого параллельноподключен к входам счетчика 5, реверсивного счетчика 6 и блока 7 ввода эталонов, выход которого параллельно подключен ко входам блока 8 регистрации и блока 9 формирования вероятностной последовательности импульсов, а также элементы10,11 и 12 И,Блок 9 содержит генератор 13,выход которого параллельно подключенко входам элемента 14 И и счетчика 15, выходы которого через коммутатор 16, задающий длину вероятноз 11 З 7стной последовательности, соединены со входами реверсивного счетчика17, выход которого соединен со входом триггера 18, выход которого соединенсо входом триггера 19,5Блок 7 ввода эталона содержитреверсивный счетчик 20, выход кото-рого соединен со входом узла 21 оперативной памяти,Счетчики 5 и 6 объединены в 10блок 22 управления и контроля, аэлементы 10,11 И - в ключ 23.Особенностью тренажера являетсявозможность моделирования вероятностных структур с различной степенью детерминации, встречающихся вреальной операторской деятельности. Взависимости от задач исследования,обучения или тренировки формируютсяинформационные программы, внутренняя20структура которых изменяется в широком диапазоне от полностью вероятностных до строго детерминированных,С этой целью экспериментатор (рук 6 водИтель ) разбивает информационнуюпрограмму на две последовательности,.одна из которых носит вероятностныйхарактер, а вторая - детерминированный, Задается структура и длина детерминированной последовательности, атакже длина (или пределы изменения30длины ) вероятностной последовательности. Причем длина вероятностной последовательности может иметь как вероятностный, так и детерминированный характер, 35Информационная программа с заданными параметрами, которые операторуне сообщаются. по тактам, формируемымоператором, предъявляется операторув виде последовательности бинарных;зрительных образов (например, 0 или 1,загорание левого или правого индикатора). После окончания информационнойпрограммы она повторяется вновьбез перерыва или какого-либо иного 45признака ее окончанияОператор, просматривая предъявляемую ему информационную программу,должен сформировать концептуальнуюмодель детерминированной ее части 50(детерминированной последовательности ) и синхронно с ее предъявлениемввести модель в тренажер путем нажатия девой или правой кнопок на пульте оператораЗадача оператора 55считается решенной в случае правильного построения модели. На табло регистрации фиксируется количество цнк -499 4лов информационной программы, просмотренных оператором до полного решения задачи, которое являетсяобобщающим показателем успешностидеятельности оператора.Тренажер имеет два режима работыРежим 1. Особенностью этого режима является то, что не только структура, но и длина вероятностной последовательности имеют вероятностныйхарактер,Тренажер в этом режиме работаетследующим образом.При включении тренажера счетчики5,6 и 20 переходят в нулевое состояние, а триггер 18 в состояние, прикотором на его выходе будет уровень лог, " 1". который переводит иудерживает триггер 19 в состоянии,при котором на его выходе также имеется уровень лог. "1",Экспериментатор (руководитель )переводит переключатель режимов работы (не показан) в формирователе 4в положение "Запись" и производитзапись структуры и длины детерминированной последовательности в блок7 ввода эталонов. При этом работапредлагаемого тренажера не отличается от работы прототипа.Экспериментатор с помощью коммутатора 16 соединяет выходы счетчика 15 со входами счетчика 17,Счетчик 7 является реверсивньв 4,с возможностью предварительной записи кода по информационным входам,Коммутатор 16 позволяет подаватьна каждый из входов счетчика 17необходимого логического уровня илисоединение каждого нз выходов счетчика 15 с соответствующим входом счетчика 17.Экспериментатор переводит переключатель режимов работы формирователя 4 в положение "Работа", при этомдальнейшая запись информации в узел21 запрещается и блок 7 ввода эталонов переходит в режим предъявления,детерминированной последовательности.Единичный поте 11 циал, поступающий свыхода триггера 18, открывает элементы 10 и 2, Единичный потенциал, поступающий с выхода триггера19, открывает з .емент 11 И,Открытое состояние элементовО,1 и 2 И создает условие для пол.ного совпадения алгоритмов работыпредлагаемого тренажера и прототи1137499па прн предъявлении детерминированной последовательности: при нажатии кнопок оператором на пульте 1 элемент 3 формирует тактовые импульсы, которые разрешают поступление инфор мации с выхода блока 7 через элементы 1 О и 11 на вход логического пробника (не показан) блока 8, а также, проходя через формирователь 4 и элемент 12, поступает на вычита О ющие входы реверсивных счетчиков 20 и 6, По окончании цикла заданной детерминированной последовательности на выходе счетчика 20 (выход 4 0 ) появляется перепад напряжения, кото рый обеспечивает запись числа (соответствующего заданной длине детерминированной последовательности) в этот же счетчик, поступает на вход блока 8 регистрации, а также посту пает на вход счетчика 17, обеспечивая перезапись в него случайного числа со счетчика 15 через коммутатор 16 и переводит триггер 18 в противоположное исходному состояние, 25Генератор 13 (мультивибратор ), счетчик 15 и счетчик 17 образуют датчик случайных чисел, Случайное число, оказавшееся в счетчике 15 в момент прихода импульса на вход блока 9, записывается в счетчик 17 и определяет длину вероятностной последовательности.Нулевой потенциал, появившийся на выходе триггера 18, снимает блокиров 35 ку с триггера 19 и закрывает элементы 10 и 12 И.Генератор 13, элемент 14 и триггер 19 образуют схему датчика.случайных импульсов. Импульсы с выхода генератора 13 через элемент 14 поступают на вход триггера 19, При последующем нажа:ии одной из кнопок на пульте 1 на выходе элемента 3 формируется пере 45 пад следующего тактового импуль" са, который запрещает прохождение .импульсов через элемент 14 и разрешает прохождение информации через элемент 11. Однако элемент 10 закрыт, следовательно, поступление информации с выхода блока 7 на вход логического пробиика блока 8 заирещено. В этом случае информационным является выход триггера 19, состояние которого является случайным и определяется случайным числом импульсов, поступивших на вход триггера 19 в период между нажатиями кнопок на пульте 1,При отпускании кнопки на пультена выходе элемента 3 ИЛИ формируется перепад напряжения задний. фронттактового импульса), который открыва"ет элемент 14, закрывает элемент11, поступает на вход счетчика 17,уменьшая значение числа, записанногов нем, на единицу. Тактовый импульсне воздействует на счетчики 20 и 6,так как элемент 12 закрыт.При последующих нажатиях кнопокна пульте 1 алгоритм работы повторяется, Таким образом, формируется вероятностная последовательность,которая предъявляется оператору посредством логического пробника,После окончания формирования количества разрядов вероятностнойпоследовательности, равного значениюслучайного числа, записанного в счетчике 7, на выходе последнего (выход 60) появляется перепад напряжения,который переводит и фиксируеттриггер 19 в исходном состоянии,открывает элементы 10 и 12, т.е, тренажер переходит в режим предъявлениядетерминированной последовательности.Далее алгоритм работы тренажера повторяется.Контроль за правильностью вводаоператором модели детерминированнойФпоследовательности и фиксация окончания работы аналогичны соответствующим режимам работы тренажера, являющегося прототипом.Коммутатор 16 имеет возможностьие полной коммутации выходов счетчика 15 на входы счетчика 17. Подавая нулевые потенциалы на определенные входы счетчика 17, экспериментатор имеет возможность ограничитьпределы изменения длины вероятностных последовательностей.Режим П, Особенностью этого режимаявляется то, что длина вероятностнойпоследовательности в течение решения одной задачи детерминирована.Число, соответствующее требуемойдлцне вероятностной последовательности, устанавливается экспериментатором с помощью коммутатора 16методом подачи нулевых и единичныхпотенциалов на входы счетчика 17 вдвоичном коде.Далее алгоритм тренажера во втором режиме аналогичен алгоритму работы тренажера в первом режиме,7 374Тренажер позволяет моделировать информационную программу длиной отдо 32.разрядов, Информационная программа составляется из детерминированной последовательности, длина,5 которой может меняться от 1 до 6 разрядов, и вероятностной последовательности, длина которой также может меняться от 1 до 16 разрядов.Использование изобретения по 0 сравнению с прототипом расширяет дидактические возможности тренажера. Прототип моделирует информационные потоки, внутренняя структура ко.торых строго детерминирована, однако такие информационные потоки встречаются в реальной операторской деятельности крайне редко. Предлагаемый . тренажер моделирует информационные потоки, в которых детермииирован ная часть преобпадает над случайной либо достаточно четко выражена,В этом случае имеет место носледовательность событий, с которыми человек встречается в конкретном виде 99 8операторской деятельности. Это позволяет исследовать, обучать и трениро. вать способность оператора к веро ятностному прогнозированию, которая относится к высшим психическим функциям и приобретает особо важное значение в условиях сложной деятельности. Кроме того, моделирование вероятностно-детерминированных сред позволяет интенсифицировать процессы информационного поиска и логического мышления на всех этапах решения задачи не зависимо от того, какая часть детерминированной последовательности опознана оператором.В.целом использование предлагаемого тренажера повышает эффективность профессионального отбора иа основе анализа, способности оператора к выполнению общих элементарных видов операторской деятельности, улучшает качество обучения и треки ровки, что сказывается на успешности дальнейшей профессиональной деятельности операторов .1137499 1.Составитель А,Карловедактор Н,Киштулинец ТехредТ,Дубинчак Корректор С,Чер дписное каэ ШП "Патент", г,Ужгород, ул. Проектная,10530/38ВНИИПИ Госудпо делам113035, Моск Тираж рственного зобретений а, Ж, Р мнтета СССРоткрытийская наб д