Устройство для обучения и оценки работы оператора

)ю С 0 1 Й) ОБРЕТЕНИЯ САНИЕ ВТО УУ ЕТЕЛЬСТВУ 2(56) Авторское свидетельство СССРМ 1441442, кл. 0 09 В 9/00, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ИОЦЕНКИ РАБОТЫ ОПЕРАТОРА(57) Изобретение относится к технике обучения и оценки работы ойераторов и можетбыть использовано для профессиональногоотбора операторов, для предсменного контроля работоспособности операторов и дляпсихофизиологических исследований функций и способностей человека к управлениюобъектами с различными динамическйми характеристиками. Цель изобретения- расширение дидактических возможностейустройства. Устройство содержит генератор 1, датчик 2 двигательных реакций оператора, индикаторы ошибки. оценки и режима работы 3, 11 и 14, блоки 4 сравнения, блоки 5 выделения модуля ошибки, масштабирующие блоки 6, сумматор 7, задэтчик 8 уровней сигнала, селектор 9, переключатель 10, блок 12 анализа ошибок оператора и блок 13 управления, 2-4-5-6-7-9-12-13-1-3-4, 7- 10-11, 8 - 9, 8-10, 13 - 14. 2-3. Устройство позволяет обеспечить проведение в автоматическом режиме без участия ийструктора полный цикл обучения оператора с усложне. нием или уйрощейием стоящей перед йим задачи компенсаторного слежения в зависимости от качества его работы (текущей обученности). определяемой по ошибке слежения. В конце цикла обучения устройство оценивает уровень обученности оператора по достигнутому им уровню сложности задачи слежения. успеано решаемой оператором, 5 ил,1 Корнюшинко ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1748166 А 125 ментатора (учителя) при обучении 40оператора для принятия решенйя о кэчестра, т,е, о усложнении или упрощении задачи 45 50 Изобретение относится к устройствам для обучения и оценки работы операторов и может быть использовано длля исследования психофизиологических способностей человека-оператора, особенно с целью профессионального отбора и предсменного контроля, в частности для отбора операторов по управлению схватом манипулятора, подводным роботом, для отбора и пред- сменного контроля диспетчеров управления воздушным движением, машинистов локомотивов.Известен тренажер для обучения оператора, содержащий генератор задающих функций, индикатор, датчик двигательных реакций оператора, схему вычисления ошибки, синхронизатор, схему управления, коммутатор, интеграторы, измерительное устройство, регистратор, Тренажер позволяет получить интегральную оценку выполнения точностнь 1 х движений оператора при выполнении задач, выбираемых экспериментатором с пульта управления,Известно также устройство для оценки работы оператора, содержащее последова-,тельно соединенные блоки сравнения, блоки выделения модуля ошибки,масштабирующие блоки, сумматор и переключатель с индикатором оценки, а также задатчик уровня сигналов, выход которого соединен с вторыми информационными входами переключателя и селектора, первый информационный вход которого связан с выходом сумматора. Устройство позволяет определять составляющие интегральной оценки качества работы оператора по выбранным зонам величины ошибки,Недостатком известных устройств является необходимость присутствия экспериве текущей работы обучаемого, для анализа динамики обучения и для принятия решения о ходе дальнейшего обучения оператодля него при соответственно успешной или плохой текущей работе.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет автоматизации полного циклаобучения оператора. Поставленная цель достигается тем, что вустройство для оценки работы операторов введены датчик двигательных реакций оператора, генератор, блок управления, индикаторы режима работы и ошибки, блок анализа ошибок оператора, входы которого соединены с выходами селектора, э выходы группы и выход сопряжения соединены соответственно с информационными входами 5 10 15 20 и тактовым входом блока управления, выходы группы которого соединены с входами индикатора режима работы, а выход соединен с управляющим входом генератора, выходы которого соединены соответственно с первыми входами блоков сравнения и входами первой группы индикатора ошибки, входы второй группы котороо и вторые входы блоков сравнения соединены соответственно с выходами датчика двигательных реакций.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока анализа ошибок оператора; на фиг. 3 - блоксхема блока управления; на фиг, 4 - блоксхема индикатора режима работы; на фиг. 5 - эпюры, поясняющие принцип определения уровня текущей обученности оператора.Устройство содержит генератор 1 и датчик 2 двигательных реакций оператора, соединенные с индикатором 3 ошибки, Каждая цепь контроля параметров содержит последовательно соединенные блок 4 сравнения, подключенный по входам к выходу генератора 1 и датчику 2 двигательных реакций оператора, блок 5 выделения модуля ошибки и масштабирующий блок б, Выходы этих цепей подключены к входам сумматора 7, Задатчик 8 уровня сигналови сумматор подключены к селектору 9 и переключатель 10, соединенному с индикатором 11 оценки. Последовательно соединены селектор 9, блок 12 анализа ошибок оператора, блок 13 управления и генератор 1. Индикатор 14 режима работы подключен к блоку 13 управления.Блок анализа ошибок оператора состоит из последовательно соединенных схем И 15 и 16, таймеров 17 и 18 и схем 19 и 20 сравнения, К вторым входам схемы 19 и 20 сравнения подключен программатор 21 времени, Тактовый генератор 22 подключен к вторым входам схем И 15 и 16 и через схему 23 задержки к входам сброса таймеров 17 и 18.Блок управления 13 состоит из последовательно соединенных схем И 24 и 25, реверсивного счетчика 26, ЦАП 27.Блок 14 индикатора режима работы содержит схему И 29, соединенную с индикатором Тотов" 30 и схемой ИЛИ - НЕ 33, . схему ИЛИ - НЕ 31, соединенную с индикатором 33 "Не годен" и схемой ИЛИ-НЕ 33, выход которой подключен к разрешающему входу индикатора 28 "Режим генератора",Устройство работает следующим образом.Программируемый входной или командный сигнал, являющийся функцией от вре174866 5 6мени, определяет двигательную ответную . повышает уровень сложности (величину упреакцию оператора, которую он осуществ- равляющего генератором. 1 аналогового ляет путем воздействия на регулирующее уровня), если оператор дольше заданного устройство, которое генерирует выходной времени находится в первой. зоне,; понижа- сигнал. Количественной мерой ошибки сле ет уровень сложности, если оператор дольжения является масштабируемая разностьше заданного времени находится в третьей между входным и выходными сигналами и зоне; оставляет неизменным уровень сложоператор должен все время зту разностьностй в остальных случаях. Уровень сложно- (ошибку) сводить к нулю. ь.осях 34 -ампли- сти - выходной аналоговйй уровень блока туда сигнала и 35 - время приведены ко 13 упрааленияподается на вход генератора майдный сигнал пооднойизкоординат 36 с .1, В индикатор 14 режима работы поступает выхода гейератораи отслеживающий.сиг- информация из блока 13 управления. для нал 37, вырабатываемый оператором на вы- индикации состоянйя оператора Готов" - ходе датчика 2 двигательных реакций, В.при достижении максимального уровня осях 38 - велйчйна ошибки слежения и 35- 15 сложности, "Не готов" - при достижении времй приведенй сигналы ошибки 39, 40. и . - , .минимальногоуровйя сложности или циф после выделения модуля ошибки и мзсш- . ровое выражение уровйя сложности - "Ретабирования в блоках 5 и 6 . Все пространст- жима генератора".во ошибок делится: на три зоны в - : Блок 12 анализаошибок оператора разависимоСти от величины ошибки: третья 20 ботает следующим образом.зана 42- зона больших ошибок оператора . Логическиеуровнинахождениясигнала или зона чрезмерно сложйой задачи для ошибки в первой или.в третьей зонах с сеоператора, первая зона 43 - эона очень ма-, "лектора 9 поступают на первые информацилых ошибок оператора или зона легкой за-" онные входы схемИ,16 и 15 соответственно,дачи для ойерзтора, атарая зона 44 - .:зона 25 На вторйе их входыпостуйает тактовый сиг . умеренных ошибок или зона адекватной по нал (1 кГц) из тактового темератора 22, Поуровню сложности задачи для оператора,логике И с одной из схем 15.йли 16 тактовые что отвечает условиям его оптималъйбго импульсы (1 кГц) поступают"на Счетные вхообучения. Штриховка величины ошибок;: , дытаймеров 17 или 18. Таймер 17 считает оператора 39, 40 и 41 показывает време 30 время"нахождениясигйалаошибкивзонеЗ.нахождения оператора .в зонах ошибок -.таймер 18- взоне 1, Схемы.19 и 20 срзвнетретьей, второй и первой соответствейно;.:нйя сравнйвэют показания таймеров с эзНа индикатОре 3 ошибки визуально ото- даннымипрограмматором 21 времени, Прибражается сигйал ошибки. равный разности - превышении показаний одногоиэтаймеров между сигналом, задаваемым генератором" 35 времени, заданного программатором 21, нз1,и сигйалом управления от датчика двигз-. вйходе схемы 19 или 20 сравнения п 6 являтелъных реакций оператора, Эта разность "ется разрешающий логическийуровень. По.Сигналов выделяется в блоке 4 сравнения, "каэания.таймеров обрабатйваются с далее детектйруется в блоке 5 выделения . - тактовой частотой опроса(О;1 Гц) по.входам модуля ошибки и, йроходя мзсатрбируещий 40 "Сброс". связанным с выходом схемы 23 эаблок 6; задающий весовые коэффицйенты.".:, держки. До сбросатактовый импульс опросигйалам, складываетсяв сумматоре 7. За-:са поступает на выход блока 12 и вход схемы датчик 8 уровней сигналов определяет вели-23 задержки.. чийы пороговсигналадля"попадания его в:в . Блок 13 управления работает следуюпервую. вторую или третью зоньг. Аналого щймобразом.выесигйалц с сумматора 7 и задатчика 8;. . На разрешающиевходы схем И 24 и 25 уровней сигйалов можно визуально оценить . поступают логические уровнй нахождения после необходимого подключения переклю-:, сигнала"оаибки в первдй или третьей зоне чателя 10 на индикаторе 11 оценки. Селек- дольше заданного времени, которыепостутор 9 определяет в какой зоне находится 50 пают с выхода группы блока анализа ошисйгнал ошибки. С его выхода нз вход блока . бок оператора 12, На вторые входы схем И 12 анализз ошибок оператора поступают .: 24 и 25 поступзеттактовыйймпульФопроса логичеСкие уровни йопадзнйя сигнала .(О,1 Гц). В зависимости от того, в первой или ошибки в первую и в третью эоны. С выхода третьей зоне сигнал ошибки находйлся блока 12 анализа ошибок оператора на вход 55 дольше заданного времени, тактовый имблока 13 управления поступают логические,: пульс опроса (0,1 Гц) поступает соответстуровни попадания сигнала ошибки впервую вейно через схемы И 25 или 24 на "+". вход.или третью зону дольше задаваемого.врв- . или "-" вход реверсивного счетчика 26, мени, По импульсу иэ блока 12 анализа оши-Таким образом, содержимое счетчика бок оператора блок 13 управления 26 увеличивзетсяна "1",если сигнал ошибки1748166 жимоереверсивногосчетчика 26,пост 9 паЮ-индикаторы режима работы иошибки,блок аее на первые еговходы ::,.:,.," анализа ошибок оператора, входы которогоГенератор 1 является одним иэ гейша-соединейы с выходамиселектора, а выходы торов, управляемых величиной аналогового ЗЬ группы и выход сопряжения соединены сонапряжения, подаваемого ему на вход. Веотаетственно с информационнцми входами личина аналогового напряжения может,"иа- : и тактовым входом блока управления, выхо-пример. управлять частотой сигнала :.ды группыкоторого соединены с входами генератора 1. С увеличением входйОго йа- ". индикатора режима работы, а выход соедипряжения увеличйвается частота сигнала ге-. 40 нен с управляющим входом генератора, вынератора. усложняя тем самым заданиеходМкоторогосоединемысоответственнос оператбру"" ,:.:. ". " первйми еходами блоков сравнения и входами первой группы индикатора ошибки,Такая работа устройства пбзволяет обеспечить проеедение в автоматическом . входывторойгруппы которогоивторыевхо.режиме без участия инструктора полный 45 ды бл 6 ков сравнейия соедийены соответстцикл обучения оператора с усложйейием; Венно с выходами датчика двигательных йли упрощением стоящей перед ним задачи: реакций. находился в 1-й зоне дольше заданного вре-" компенсаторного слежения в зависимости .мени, уменьшается на "1"., если ситнал от качества его текущей работы (обученно- ошибки находился в 3-й зоне дольше задан- сти), определяемой по ошибке слежения, В ного времени, сохраняется в любом другом конце цикла обучения устройство оценивает случае, С выхода реверсйвногосчетчика 26 5 уровень оЬученности оператора по достиг- цифровой код поступает на ЦАП 27 и с егонутому им уровню сложности решенйя зада- выхода на вход управляемого напряжением чи слежения, успешно им решаемой, Таким генератора 1, .: .:, :образом, исключается момент субъективноИндикатор 14 режима работы работает.:; сти, вносимый в обучение и оценку деятель- следующим образом" . - ,10 ности ойератора инструктором,Цифровой кодс.реверсивного счетчика максимально стандартизируется подход к 26 поступаетна вход схем И 29, ИЛИ-Н.Е 31 обучениюиоцейке работы операторов.и первые входы индикатора 28 "Режимгене- ф о р и у л а и 3 о б р е т е н и яратора", Если цифровой кодсостойт толькоиз едиййц," что показывает максимальный 15 - Устройство для обучения и оценки рабоуровеньсложности,тосрабатывает.схема И ты оператора,-содержащее блоки сравне и с ее выхода поступаетсигналвключе- ния, выходы которых соединены с входаминия индикатора 30 Готов". Если цифровой . блоков выделения модуля, ошибок, выходы код состоит только йз йулей, что показывает ": которых соединены с входами соответству.минимальный уровень сложности, то сраба ющих масштабйрующихблоков, выходы котывает схема ИЛИ - НЕ 31 и-с еевыхода торых соединены с входами сумматора,поступает сигнал включения индикатора 32 :- выход которого соединен с первыми инфор "Не годен", Если цифровой код промежуточ- мационными входами селектора и.переклю ный между максимальным иминимальным, . чателя, вторые информационные входы то на выходесхем И 29 и ИЛИ-НЕ 31 логи которых соединейй с выходом задатчика ческие нули, которЫе поступив на схемууровня сигналов, выход переключателя сое- ИЛЙ - НЕ 33, вырабатывавт йа ее входе ла-:динен с входом индикатора оценки; о т л и ч а ютический уровень"разрешения; поступаю-.," щ е"ес я тем, что, сцелью Расширения щий на разрешающий вход индикатора Фуйкциональных возможностей устройства, "Режим генератора" 28. При зтоминДикатор 30 в него введены датчик двигательных реак- - .28 "Режим генератора" показывает сойер-ций опЕратора, генератор. блок управления,,Гагарина, 101 Заказ 2506 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписное бретениям и открытиям при ГКНТ СССаушская наб., 4/5