Обучающее устройство

СОЮЗ СОЮТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 С 03 В 9/00 ткни области техники учебном ения инГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДСЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится кавтоматики и вычислительнойи моает быть использовано впроцессе и в процессе провед женерно-психологических исследований.В изобретении рассматривается обучающее устройство, содершащее блок моделирования изучаемого объекта, вычислитель, имитатор сигналов воздействия, индикатор, блок ручного управления, генератор шума, блок сравнения, блок задания эталонных сигналов, блок фиксации места ошибки,блок памяти, блок анализа информации,блок отобрааения и блок регистрации:и имеющее более широкие дидактическиевоэможности эа счет автоматическойлокализации места ошибки, допускаемой обучаемым в процессе решения профессиональной задачи. 1 э.п. ф-лы,4 илИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в учебном процессе и в процессе проведения инженерно-психологических исследований.Целью изобретения является повышение точности устройства.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока моделирования изучаемого объекта; на фиг, 3 - схема блока анализа информации; на фиг. 4 - схема блока фиксации места ошибки.Устройство содержит (фиг. 1) блок 1 моделирования изучаемого объекта, вычислитель 2, индикатор 3, блок 4 ручного управления, генератор 5 шума, имитатор 6 сигналов воздействия, блок 7 сравнения, блок 8 задания эталонных сигналов переходных функций, блок 9 памяти, блок 10 отображения информации, блок 1 1 регистрации, блок 12 анализа информации и блок 13 Фиксации места ошибки.Блок 1 (фиг. 2) содержит группу элементов 14 задержки, умножитель 15, интегратор 16 и сумматор 17.Блок 12 (Фиг. 3) содержит элемент ИЛИ 18, элемент И 19, КС-триггер 20, элемент 21 сравнения, элемент НЕ 22. элемент 2 ИИ-ИЛИ 23, элемент НЕ 24, элементы 2 И-НЕ 25 и 26.Блок 13 (Фиг4) содержит буферный регистр 27 и дешифратор 28Обучающее устройство также содержит блок 29 управления.Устройство работает следующим образом.Для совершенствования и контроля характеристик эвристической деятельности обучаемого, работающего в не- детерминированных человеко-машинных системах, в блок 9 введена соответствующая программа деятельности, состоящая из двух подпрограмм. Первая из них предназначена для генерации сигналов, задающих начальные условияМ в состоянии динамики изучаемого объекта, другая же вносит изменения в начальные условия состояния динамики изучаемого объекта.Сигналы, генерируемые програмным блоком 9, с его выхода поступают на первый вход имитатора 6 сигналов, где они дешифрируются и преобразуются из дискретного вида в аналоговый. Кроме того, преобразованный сигнал модулируется сигналом, поступающим на второй вход имитатора 6 с выходагенератора 5, имитирующим воздействующие факторы среды.Промодулированный сигнал с выходаимитатора 6 воздействия поступает напервый вход сумматора 17 блока 1, навторой вход которого подается сигналс выхода блока 4. Результирующийсигнал с выхода сумматора 17 поступа 1 Оет через элементы 14 задержки, умножитель 15 и интегратор 16 на первыйвход вычислителя 2 и второй вход индикатора 3, где сигналы реакции изучаемого объекта предъявляются оператору путем визуализации и сигнализации,Оператор в соответствии с информацией, предъявленной на индикаторе 3,воздействует на органы блока 4, который вырабатывает сигналы управляющихвоздействий, поступающие на второйвход сумматора 17 блока 1 и на первый вход вычислителя 2.Сигналы, поступившие с выходовблока 1 и блока 4 на входы вычислителя 2, в нем перемножаются . и усредняются по времени. Результирующийсигнал Ь(Г), представляющий собоюЬ(71=9 (1) х(е-),где Ь - импульсная переходнаяфункция, усредненная повремени и характеризующая текущее состояниеуправляющих действийоператора;Ч(1) - сигнал блока 4 ручногоуправления;ХН .7)- стимульная информация, 4 Ц выносимая на индикаторе 3;- временные задержки,с выхода вычислителя 2 подается напервый вход блока 7 сравнения, на 5 второй вход которого с выхода блока8 подводится сигнал, характеризующийэталонное состояние управляющих действий оператора и представляющийсобоюЬ 7) -. Ч (1) Х (1),где Ч,(1- сигналы реакции эталонного оператора.В блоке 7 поступившие сигналы у сравниваются по величине.Результирующий сигнал с выходаблока 7 подается на первые входы блока 10 отображения информации контроляи олока 11 регистрации. Кроме того, величина результирующего сигнала, вырабатываемого блоком 7, характеризует соответствие (несоответствие) текущего состояния управляющих действий 5 обучаемого требуемому состоянию.Для совершенствования и контроля характеристик деятельности обучаемого, работающего в детерминированных условиях, а также в соответствии с требованиями инструкции, в блок 9 введена соответствующая программа деятельности обучаемого. Креме того, детерминированная деятельность обуча-. емого формализуетея посредством использования теории графов, Число вершин на ветви. саответствует числу управляющих действий обучаемого при решении поставленной задачи.Сигналы вершин графа деятельности обучаемого генерируются блоком 9 по командным сигналам. Период импульсов генератора, входящего в блок 9, выбирается в 1 О раз меньшим по сравнению с отрезком времени, необходимым для совершения управляющего действия обучаемым в процессе решения проблемной ситуации.или задачи. Каждой вершине графа деятельности обучаемого присва-. ивается позиционный двоичный код, ко-ЗО торый вырабатывается двоичным счетчиком, входящим в. блок 9. В блоке 9 хранится правильное рещение какой-либо имитируемой проблемной ситуации или задачи в виде соответствующего 15 графа деятельности обучаемого как эталон. Кроме того, указанные сигналы подаются на первый вход индикатора 3, где они предъявляются оператору путем визуализации и сигнализации. 40Обучаемый, восприняв стнмульную информацию, вынесенную на индикатор 3, воздействует на органы блока 4, кодовые сигналы с которого подаются на. один из входов блока 12. 45При нажатии кнопки "Старт" триггер 20 устанавливается в единичное состояние и разрешает работу тактово:го генератора и двоичного счетчика блока 9. При этом на выходе элемента 5 О 26 блока 12 формируется сигнал единичного уровня для перевода блока 4 и регистра 27 блока 13 в нулевое состояние. На выходе элемента ИЛИ 18 блока 12 формируется сигнал нулевого 55 уровня, блокирующий Формирование управляющих сигналов, вырабатываемых элементом И 19 для Функционирования блока 3, а также блокирует сигналом нулевого .уровня формирование управляющих сигналов, вырабатываемых элементом 2 ИИ-ИПИ 23, поступающих па триггер 20 до момента пока оператор не совершит управляющее действие, т.е. до тех пор, пока не поступят кодовые сигналы с выхода блока 4.После отжатия кнопки "Старт" начинается рабочий цикл функционирования всего устройства.Если оператор за требуемый промежуток времени выполнил управляющее действие, то элементом 21 блока 12 производится сравнение кодовых сигналов, поступающих на его входы с выходов блока 4 и блока 9. На выходе элемента ИЛИ 18 Формируется сигнал единичного уровня, который разрешает Формирование элементами И 19 и 2 ИИ-ИЛИ 23 управляющих сигналов соответственно для блока 13 и триггера 20, При совпадении кодовых сигналов, поступающих на входы элемента 2 1 сравнения, на его выходе Формируется сигнал единичного уровня, который .затем подается на элементы И 9 и НЕ 22. Злемент НЕ 22 инвертирует поступивший сигнал, и на его выходе формируется сигнал нулевого уровня, который блокирует выработку управляющего сигнала элементом 2 ИИ-ИЛИ 23 для триггера 20. В соответствии с поступившим сигналом с выхода элемента 2 1 сравнения на вход элемента 19 на выходе последнего формируется сигнал единичного уровня, .поступающий на вход блока 13 и разрешающий запись в буферный регистр 27 информации из блока 9, которая затем через дешифратор 28 передается на входы блока 11 для документирования и блока 1 О для индикации о соответствии совершенного действия оператора программномудействию.При несовпадении кодовых сигналовна входах элемента 21 сравнения наего выходе вырабатывается сигнал нулевого уровня, блокирующий Формирование сигналов элементом И .19 и поступающий через элемент НЕ 22 на вход триггера 20, при этом последний устанавливается в нулевое состояние. Сигнал нулевого уровня с выхода триггера 20 подается на вход блока 9, запрещая его работу, и на третий вход блока 10 для индикации ошибочногодействия обучаемого. При этом преды 1234797дущее правильное действие обучаемого, индицированное на предшествующем этапе контроля, обусловливает место ошибки, совершенной обучаемым на пос ледующем шаге контроля, так как на экране блока 10 нет индикации текущей вершины графа деятельности обучаемого.В процессе правильных действий в 1 О последнем такте перед сменой вершины графа деятельности обучаемого в блоке 9 вырабатывается сигнал блокировки единичного уровня, поступающий на элементы 2 ИИ-ИЛИ 23 и 2 И-НЕ 25 блока 12. При правильном предыдущем совершенном действии оператора на второй вход элемента 2 И-НК 25 с выхода элемента И 19 подается сигнал единичного уровня, что в свою очередь, обусловливает на выходе элемента 2 И-НЕ 26 сигнал единичного уровня и установку регистра 27 блока 13 и блока 4 в нулевое состояние, свидетельствуя, тем самым, овозможности про 25 допжения работы устройства по задан ной программе.При отсутствии совершенного управляющего действия обучаемым на заданном временном интервале перед сиеной вершина графа деятельности оператора на выходе элемента И 19 и Формируется сигнал нулевого уровня, который блокирует элемент 2 И-НЕ 25.В этот момент на выходе элементов 35 ЙЕ 24 и 2 ИИ-ИЛИ 23 присутствует сигнал единичного уровня.Сигнал единичного уровня на выходе элемента 2 ИИ-ИЛИ 23: устанавли- . вает триггер 20 в нулевое состояние. 46Сигнал нулевого уровня триггера 20 поступает на вход блока 4 и запрещает его работу. Этот же сигнал поступает на вход блока 10 для индикации ошибочного действия обучаемого.45После выполнения обучаемым поставленной задачи, т.е. после сравнения последней вершины графа деятельности. обучаемого, регистр 27 блока 13 находится в нулевом состоянии, а блок 9 50 формирует сигнал блокировки единичного уровня, поступающий на элементы 2 ИИ-ИЛИ 23 и 2 И-НК 25 блока 12. При этом на выходе элемента И 19 вырабатывается сигнал нулевого уровня, блокирующий элемент 2 И-НЕ 25, а на выходе элемента НЕ 24 формируется сигнал единичного уровйя, что .приводит к выработке элементом 2 ИИ-ИЛИ 23 сигнала единичного уровня, который устанавливает триггер 20 в нулевое состояние.Сигнал нулевого уровня с выхода триггера 20 поступает на вход блока 9 и запрещает его работу, этот же сигнал поступает на вход блока 10 для визуализации окончания решения обучаемым поставленной задачи.Формула изобретения1. Обучающее устройство, содержащее блок анализа информации, блок моделирования изучаемого объекта, выход которого подключен к первым входам вычислителя и индикатора, а первый вход - к первому выходу блока ручного управления, соединенному с вторыми входом вычислителя, выход которого подключен к первому входу блока сравнения второй вход которого подключен к выходу блока задаиия эталонных сигналов, выход - к первым входам блока отображения информации и блока регистрации, а второй вход блока моделирования изучаемого объекта соединен с выходом имитатора сигналов воздействйя, первый вход кото-рого соединен с генератором шума, а второй вход - с первым выходом блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен блок Фиксации места ошибки, выход которого подключен к вторым входам блока отображения информации и блока регистрации, первый и второй входы - к соответствующим выходам блока анализа инФормации, третий выход которого соединен с третьим входом блока отображения информации и с входом блока памяти, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока анализа информации, третий вход которого. подключен к втоРому выходу блока ручного управления, вход которого соединен с первым выходам блока анализа информации, при этом второй выход. блока памяти подключен к второму входу индикатора и к третьему входу блока фиксации мес- . та ошибки.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а .ю щ е е с я тем, что блок анализа информации содержит элемент сравнения, первый элемент НЕ, последовательно соединенные элемент ИЛИ, элемент И, второй элемент НЕ, элемент2 ИИ-ИЛИ и триггер, последовательно соединенные первый и второй элементы 2 И-НЕ, при этом второй входтриггера и второй вход второго элемента 2 И-НЕ подключены к кнопке"Старт", выход элемента ИЛИ соединенс вторым входом элемента 2 ИИ-ИЛИ, 1 Отретий вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, вход которого подключен к выходу эпементасравнения, соединенному с вторым входом элемента И, а выход первого элемента НЕ подключен к третьему входуэлемента 2 ИИ-ИЛИ, четвертый входкоторого и второй вход первого элемента 2 И-НЕ являются первым входом:блока, перьый вход элемента сравне;ния - вторым входом блока, вход элемента ИЛИ и второй вход элементасравнения - третьим входом блока, выход второго элемента 2 И-НЕ - первым выходом блока, выкод элемента И - вторым выходом блока, авыход триггера - третьим выходомблока.1234797 кщл Р,Г анина оставител ехред ВК ор А. Фер ор Реда овск 82/49 одписн ака 1130 Тирам 436рствеиного комитета Собретений и открытий-35, Раувская наб., д ИИПИ Госудпо делам