Устройство для обучения операторов автоматизированных систем управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 011 дц 4 С 09 В 9/О ССРЫТИЙ ОБРЕ ЕЛЬСТВУ СПИ Е К АВТОРС ивности обучени ся повьппение эффек я стабильности за а операциях поиск за счет обеспече грузки оператора информационных сигналов. Поставленеве ся тем, что в усте табло индикации, лок выбора интервакоммутаторов, гененых чисел формиеса, пульт опера- счетчики, введелок определения ния, умножитель сиг и масштабных коэфель, обеспечивающие ремени следования налов с учетом веуального сканироого поля табло ин 19, кл. 35-22,во СССРО, 1982. етель 9 В 9 икации и стабилиз рузки оператора п ении информации. цию тем самым заи поиске и обнаруз.п. ф-лы. 5 ил.:Вф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение может быть использовано в качестве технического средства, формирующего навыки работы для обучения операторов автоматизированных систем управления в условиях изменения пространственно-временных координат источников информационных сигналов. Целью изобретения являетная цель достигае ройство, содержащ блок управления, лов времени, блок ратор псевдослуча рователь кодов ад тора, дешифратор ны элементы ИЛИ, отрезков сканиров налов, блок выбор фициентов и делит выбор интервалов информационных си личин отрезков ви вания информацион 7692 А30 35 40 50 55 1 12576Изобретение относится к тренажерам операторов автоматизированных систем управления и предназначено для формирования навыков работы в условиях изменяющихся пространственно временных координат источников информационных сигналов.Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства с повышением эффективности обуче О ния за счет обеспечения стабильности загрузки оператора на основе учета длины отрезков визуального сканирования информационного поля при выборе интервалов времени следования сиг. 15 налов. На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг, 2 - функциональная схема фор мирователя кодов отрезков сканирования; на фиг. 3 - функциональная схема формирователя кодов масштабных коэффициентов; на фиг. 4 - функциональная схема блока задания времени; на фиг. 5 - диаграмма работы блока управления. На фиг. 1 изображены информационное табло 1, состоящее из информационных ячеек, каждая из которых представляет собой равное число цифровых индикаторов, объединенных в груп.пу. Ячейки подключены по матричной схеме к вертикальным (информационным) и горизонтальным (адресным) шинам таким образом, что цифровая информация высвечивается на индикаторах только той ячейки, которая расположена на пересечении выбранных и эапитанных вертикальной и горизонтальной шин. Входы адресныхшин табло 1 соединены с коммутатором 2 (адресных шин) а входы информационных шин - с выходами коммутатора 3 (информационных шин), Коммутатор 2 предназначен для выбора и подготовки (эапитки )одной из горизонтальных шин табло 1. Коммутатор 3 предназ начен для выбора и передачи информационного сигнала на одну иэ вертикальных шин табло 1. Коммутаторы 2 и 3 объединены в блок коммутаторов, управляющие входы которого подключены к выходам формирователя 4 кодов отрезков сканирования, входы которого соединены с выходами Формирователя кодов адреса, состоящего из формирователя 5 кодов числа 92 2(информационной шины) и формирователя 6 кодов адреса (адресной шины).Информационный вход коммутатора 3 соединен с выходом генератора 7 (псевдослучайных чисел), Пульт 8 оператора, содержащий клавиатуру набора цифровой информации, через блок 9 сравнения подключен к дешифратору 10 и счетчику 11. Вход счетчика 12 совпада. ет с входом дешифратора 10 и информационным входом коммутатора 3 и соединен с выходом генератора 7, дешифратор 10 предназначен для преобразования кодов, поступающих с выхода генератора 7, к виду чисел, ожидаемых в виде эталонных реакций оператора на предъявленную информацию. Счетчик 11 предназначен для подсчета правильных ответов обучаемых (совпадающих с эталонными), а счетчик 12 служит для накопления общего числа предъявляемых сигналов на текущий момент времени.Выход блока 13 задания времени подключен к одному входу элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с генератором 7, а другой вход подключен к одному выходу формирователя 15 импульсов. Другой выход формирователя 15 соединен с элементом ИЛИ 16, вход которого совпадает фс входом элемента ИЛИ 14 и подключен к выходу блока 13, Вход последнего соединен с выходом умножителя 17 кодов, со. единенного с формирователем 18 кодов масштабных коэффициентов.Умножитель 17 предназначен для определения величины управляющего сигнала для блока 13 путем перемножения величины, характеризующей длину отрезка сканирования, на заданный масштабный коэффициент. Один вход Формирователя 18 совпадает с входом делителя 19 и подключен к выходу счетчика 11, а другой вход соединен с выходом делителя 19, который выполняет функции устройства оценки успешности работы оператора путем вычисления частного от деления числа правильно обработанных сигналов на общее число предъявленных сигналов.На фиг. 2 изображена функциональ-. ная схема формирователя 4, содержащего арифметический узел .20 извлечения квадратного корня, выход которого является выходом блока, а вход с.оединен через сумматор 21 с в 1)хода 1257692ми квадраторов 22 и 23, предназначенных для возведения в квадрат чисел,поступающих на их входы.Квадратор 22 соединен с узлом вычитания сигналов, выполненным на базе сумматора 24, а квадратор 23 - сузлом вычитания сиГналов сумматором 25,Буферные регистры 26 и 27 предназначены для хранения кодов коорди 10 нат соответствующих шин табло 1, используемых на текущем Факте работы устройства и передачи их на управляющие входы коммутаторов 2 и 3, а также в сумматоры 24 и 25.На фиг. 3 изображена функциональная схема формирователя 18, содержащего циклический коммутатор 28, предназначенный для последовательного подключения выходов блока 29 памя 20 ти на выход блока 18 по сигналам уп-равления с элемента И 30. К входам элемента И 30 подключены выходы элементов 31 и "2 сравнения. Вход элемента И 30 соединен с переключателем25 33 ввода уставки.числа предъявлений сигналов. Вход элемента 32 подключен к переключателю 34 ввода уставки чисел, характеризующего успешность деятельности оператора.На фиг. 4 изображена функциональная схема блока 13, содержащего элемент 35 сравнения, первый вход которой является входом блока 13, а второй вход соединен через счетчик 36 35 с генератором 37 эталонной частоты. Выход элемента 35 совпадает со сбросовым входом счетчика 36 и является выходом блока 13.Устройство работает следующим об разом.При нажатии кнопки "Пуск в формирователе 15 последний формирует на своем одном выходе последовательность из двух импульсов с некоторым 45 малым интервалом следования, а на другом выходе - одиночный импульс, совпадающий по времени со вторым импульсом первого. выхода (см. диаграмму на фиг. 5). Первый импульс с 50 первого выхода формирователя 15 поступает через элемент ИЛИ 16 на вход формирователя Ь, при этом формирователь 5 формирует на выходе чис. ло А соответствующее номеру одной 55 из вертикальной шин табло, задействующейся в первом такте, а формиро,ватель 6 - число В соответствующее. номеру. одной из горизонтальныз шинтабло 1, выбираемых в первом такте.С выходов формирователей 5 и 6,числа поступают на регистры 26 и 27,где запоминаются.Появление второго импульса напервом выходе формирователя 15 соответствует началу первого такта обучающего цикла работы устройства. Поэтому сигналу формирователи 5 и 6формируют коды шин А и В соответственно, предназначенные для использования в выборе ячейки табло 1 вовтором такте работы устройства. Поступление чисел Аи В в формирователь 4 приводит к их запоминанию вбуферных регистрах 26 и 27 и передаче ранее записанных чисел А и Вна управляющие входы коммутаторов 2и 3. При этом число с выхода регистра 26 передается на управляющий входкоммутатора 3, а число с выхода регистра 27 поступает на вход коммутатора 2, обеспечивая выбор соответствующих шин для передачи информациина ячейку табло 1 с координатами(А В).Одновременно с вторым импульсомвыхода формирователя 15 на его другом выходе появляется сигнал, поступающий через элемент на генератор 7,который вырабатывает комбинацию цифри передает ее через информационныйвход коммутатора 3 на выбраннуюячейку (А В) табло 1 для предъявления оператору.Обучаемый оператор контролируетсостояние индикаторов информационных ячеектабло 1 и при визуальномобнаружении инфдрмации производитманипуляции на клавиатуре пульта 8в соответствии с видом поступившейинформации и инструкцией,Правильность действий оператораконтролируется блоком 9 путем сопоставления сигнала на выходе пульта8 с эталонным сигналом, вырабатываемым дешифратором 10 путем преобразования псевдослучайного числа, имеющегося на выходе генератора 7. Вслучае совпадения входных сигналовблок 9 формирует единичный импульс,который записывается в счетчике 11.Счетчик 12 осуществляет подсчет обще.го числа предъявлений сигналов, произведенных с момента начала циклаобучения до текущего такта. Перед началом последующего такта определяет 1257692 б10,ся интервал времени следования сигналов,Для определения интервала временичерез который необходимо предъявитьследующий информационный сигнал, формирователь 4 осуществляет расчет величины отрезка визуального сканирования оператором информационного поля табло 1 как расстояния междудвумя ячейками с координатами А,В,и А В Разность соответствующих координат сигналов определяется сумматорами как разность кодов координат ячейки табло 1, определенных для последующего такта, и кодов координатячейки, задействованной в текущемтакте обучающего цикла, Коды ячейкипоследующего такта поступают с выходов формирователей 5 и 6, а кодыячейки табло 1, задействованной втекущем такте, передаются в сумматоры .24 и 25 с выходов регистров 26 и27 соответственно.Вычисленные значения разностейкоординат возводятся в квадрат квадраторами 22 и 23 и складываются сумматором 2 1. Извлечение корня иэ числа, получившегося в результате сложения, осуществляется узлом 20, сигнал с выхода которого передаетсяв умножитель 17. Последний вычисляет результат произведения величиныотрезка сканирования на некоторыймасштабный коэффйЬиент. Коэффициентучитывает зависимость между величиной отрезка и требуемым операторувременем на поиск и обнаружение очередного сигнала.Масштабный коэффициент поступаетна вход умножителя 17 из формирователя 18, где выбирается из блока 29при помощи коммутатора 28. В начальный момент обучения коммутатор 28подключен к первому выходу блока 29,на котором имеется величина масштабного коэффициента, обеспечивающегозаведомо большой интервал следованиясигналов для организации деятельности оператора без темповой напряженности,Вычисленное умножителем 17 значение интервала времени передается вблок 13, который формирует импульсуправления на выходе элемента 35 принакоплении в счетчике 36 числа импульсов, равного числу, поступившемус выхода умножителя 17. Накопление 15 20 25 30 35 40 45 50 55 импульсов в счетчике 36 осуществляется путем передачи сигналов с .выхода генератора 37. Сигнал, формирующийся на выходе элемента 35 при равенстве входных величин, передается на входы элемента 14 и 16 и одновременно сбра сывает в ноль счетчик 36. Появление указанного сигнала совпадает с началом следующего такта.Проходя элементы 14 и 16, сигналпоступает на входы генератора 7 и формирователей 5 и 6. При этом формирователь 6 вырабатывает коды координат ячейки табло 1 последующего такта, а информация, сформированная генератором 7, предъявляется на индикаторах ячейки табло 1, адрес которой записан в предшествующем такте в регистры 26 и 27. Одновременно формирователь 4 вычисляет величину очередного отрезка сканирования и передает ее в умножитель 17 для определения времени начала последующего такта.Оператор, обнаружив очередной сиг. нал, осуществляет его обработку и ввод ответа на пульте 8, и цикл работы устройства продолжается в описанной последовательности.Изменение условий обучения осуществляется путем смены величины масштабного коэффициента в формирователе 18. С этой целью на входе элемента 31 заранее задается число предъяв. .лений, служащее критерием для времени изменения масштабного коэффициента. Критерием для изменения величи. ны коэффициента служит число, заранее заданное на входе элемента 32. При достижении числа предъявлений сигналов, формируемого в счетчике 12, заданного значения на выходе элемента 31 появляется сигнал, разрешающий изменение величины масштабного коэффициента. В случае соответствия величины, поступающей с выхода делителя 19 и характеризующей успешность работы оператора, заданному значению на выходе элемента 32 появляется сигнал, также разрешающий смену масштабного коэффициента. Совпадение сигналов на выходах элемента 30 обеспечивает подачу управляющего импульса на коммутатор 28. Послед- ний осуществляет перекоммутацию информационных связей, подключая на выход формирователя 18 следующий выход блока 29, изменяя тем самым зна712 76 чение масштабного коэффициента на выходе умножителя 17. Обучающие такты работы устройства продолжаются с изменением значения загрузки оператора на операциях поиска и обнаружения сигналов.Построение Обучающих циклов с динамическим изменением условий обучения при стабильном значении загрузки оператора в последовательности 10 тактов обеспечивает лучшие условия для формирования навыков обнаружения и обработки информации.Кроме того, изобретение обеспечивает реализацию процесса деятельнос ти оператора с учетом длины отрезков визуального сканирования информационного поля табло, что стабилизирует загрузку оператора при поиске и обнаружении информации в среднем на 20 25-30 по сравнению с известным устройством. Все это повышает эффективность обучения и позволяет сократить на 15-207. время формирования и обучаемых навыков обнаружения и обра ботки информации,вым и вторым входами формирователя,.а другие входы - первым и вторым Формула изобретени 1. Устройство для обучения опера торов автоматизированных систем управления, содержащее последовательно включенные генератор, первый коммутатор и информационное табло, выходы Второи ГРУппы ВХОДОВ котОРОГО 5 соединены с соответствующими выходами второго коммутатора, последовательно включенные пульт оператора, блок сравнения и первый счетчик, второй счетчик, вход которого соединен с 40 выходом генератора, подключенного через дешифратор к второму входу блока сравнения, блок задания времени, формирователь импульсов, формирователь кодов числа и формирователь ко дов адреса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидакти ческих возможностей устройства, в него введены первый и второй элементы ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом блока задания времени, вторые входы - соответственно с первым и вторым выходами формирователя импульсов, а выходы с входом генеРатоРа и входами. формирователей 55 кодов числа и адреса соответственно,928делитель кодов, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго счетчиков, формирователь кодов масштабных коэффициентов, первый и второй входы которого соединены соответ ственно с выходами второго, счетчикаи делителя кодов, формирователь кодов отрезков сканирования, первыйи второй входы которого подключенык выходам формирователей кодов числа и адреса соответственно, а первый и второй выходы - соответственно к второму входу первого коммутатора и входу второго коммутатора, и умножитель кодов, выход которого соединен с входом блока задания времени, а первый и второй входы - с выходами формирователей кодов масштабных коэффициентов и отрезков сканирования соответственно.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем формирователь кодов отрезков сканирования содержит последовательно включенные первые регистр, сумматор и квадратор, второй сумматор и узел извлечения квадратного корня, выход которого является третьим выходом формирователя, и последовательно соединенные второй регистр, третий сумматор и второй квадратор, выход которого подключен к второмувходу второго сумматора, выходыпервого и второго регистров являются соответственно первым в вторымвыходами формирователя, вход первого регистра и второй вход первогосумматора являются первым входомформирователя, вход второго регистра и второй вход третьего сумматора являются вторым входом формирователя. 3, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем фор мирователь кодов масштабных коэффициентов содержит блок памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами группы коммутатора,выход которого является выходом формирователя, а вход через элемент И соединен с выходами первого и второго элементов сравнения, одни входыкоторых являются соответственно перустановочными входами формирователя.1257692 фаф.) оставитель А.Карлоехред Л,Олейник актор Е, Ко рректор С.Черн аказ 4963/50ВНИИПИ исное тета СССР нии и открытии Рауцская наб. 1130 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна осуд еам Моск Тираж 455ственного кобрете Ж