Тренажер оператора систем управления

(19 1)5 С 09 В 9/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(53) 681.3.071 (088.8) 56) Авторское свидвтельство СССР 1531988, кл. С 09 В 9/00, 1988,(54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автом" тике и может быть использовано для тренировок и профессионального отбора операторов систем управления. Цель изобретения - повышение точности тренажера. Тренажер содержит пульт 1 оператора, блок 2 формирования случайных сигналов, блок 3 управления,формирователь 4 временных интервалов,регистр 5, блок элементов И 6, генератор 7 временных меток, блок 8 сравнения, блок 9 регистрации, счетчикреакций, блок 11 изменения режимаработы, блок 12 формирования помех,формирователь 13 импульсов, счетчик14 циклов, элемент 15 задержки и элемент ИЛИ 16. Введение счетчика 10,б.;ока 11, блока 12, счетчика 14, элсмента 15, элемента ИЛИ 16 повышаетточность устройства путем определеьняпреобладающего навыка удлинения (укорочения) временного отрезка нрн воспроизведении, исключения возможностиподсчета времени "про себя" и приводит к повьппению объективности оценкиоператора при отборе. 9 ил.Изобретение относится к автоматикеи может быть использовано для тренировок и профессионального отбора операторов систем управления,Цель изобретения - повышение точности тренажера путем выявления преобладающего навыка у оператора засчет определения удлинения (укорочения) временных отрезков при воспроизведении и повышение объективностиоценки за счет введения свето-звуковой помехи при воспроизведении испытуемым времвнных отрезков, отвлекающей от возможности подсчета временипро себя",На фиг.1 изображена структура тренажера; на Фиг,2 - функциональнаясхема пульта оператора; на фиг.3 -то же, блока управления;на фиг,4то же, блока сравнения; на фиг.5то же, блока регистрации; на фиг,6 -то же, счетчика реакций; на фиг.7то же, блока измерения режима работы; на фиг.8 - то же, блока формирования помех; на фиг,9 - временные диаграммы, поясняющие работу.Тренажер оператора систем управления содержит пульт 1 оператора, блок2 формирования случайных сигналов,блок 3 управления, формирователь 4временных интервалов, регистр 5,блок 6 элементов И, генератор 7временных меток, блок 8 сравнения,блок 9 регистрации, счетчик 10 реакций, блок 11 изменения режима работы,блок 12 формирования помех, формирователь 13 импульсов, счетчик 14 циклов, элемент 15 задержки и элементИЛИ 16,Пульт оператора включает кнопку17 "Пуск", кнопки 18 и 19 "Начало"и "Конец" заполненного операторомотрезка времени, триггер 20, элементыИ 21 и 22, индикаторы 23 и 24, фиксирующие соответственно увеличение "+"и уменьшение "-" отрезка времени,сформированного оператором, формирователь 25 коротких импульсов по переднему и заднему фронтам подаваемогона вход импульса временного интервала,. и индикаторы 26 и 27 соответственно начала и конца задаваемого отрезка времени. Блок 3 управлениявключает одновибратор 28, Т-триггер29, первый и второй элементы И 30и 31 и элемент ИЛИ 32,Регистр 5 имеет триггеры по числуразных отрезков времени, чик 38, дешифратор 39, индикатор 40,10одновибратор 41 и элемент 42 за 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Блок 6 имеет элементы И по числуразных отрезков времени,Блок 8 сравнения содержит элементИ 33, элемент ИЛИ 34, первый и второйэлементы 35 и 36 запрета и элемент 37задержки,Блок 9 регистрации включает счетдержки. Счетчик 10 реакций служит для определения отклонений и содержит первый и второй счетчики 43 и 44 (с регулируемым циклом счета), первый ивторой элементы И 45 и 46, первый ивторой индикаторы 47 (удлиненные) и 48 (укороченные) и элемент ИЛИ 49. Блок 11 изменения режима работы включает элемент 50 запрета, триггер 51, генератор 52 случайных импульсови элемент И 53. Блок 12 формирования помех содержит генератор 54 псевдослучайной последовательности (ПСП), генератор 55 звуковой частоты, элемент 56 запрета, элемент И 57, световой индикатор 58 и звуковой индикатор 59 (электроакустический преобразователь).Тренажер работает следующим образом. Включают питание, Счетчики 14, 38, 43 и 44 устанавливаются в исходное состояние, триггеры 20 и 51 - в нулевое, а триггер 29 - во второе положение (на втором выходе единичный потенциал).Оператор нажимает кнопку 17 "Пуск" на пульте 1, Импульс с ее выхода поступает на второй (информационный) вход блока 2, подготовив последний для выдачи импульса на одном из выходов группы. Одновременно импульс с выхода блока 2 через элемент ИЛИ 32 блока 3 подается на вход одновибратора 28, короткий импульс с выхода которого, поступив на управляющий вход блока 2, обеспечит подачу импульса с одного из выходов группы последнего на соответствующий вход формирователя 4, вызвав появление на его выходе импульса (фиг.9 а) длительностью, нап- ример, 25 с, и на вход соответствующего триггера регистра 5, перебросив его в единичное состояние. Одновременно импульс с выхода одновибратора 28 поступит на вход Т-триггера 29, обеспечив появление на его первом40 5 161932 выходе единичного потенциала, который прикладывается к входу элемента И 30.Единичный потенциал, поданный с выхода формирователя 4 на второй вход элемента И 30, поступит на вход фор 5 мирователя 25 пульта 1. Передний фронт импульса временного интервала с выхода Формирователя 4 вызовет появление импульса на выходе формирователя 25, который высветит индикатор 26 "Начало", предупреждающий оператора о предъявлении отрезка времени. Задний фронт импульса временного интервала вызовет появление импульса на выходе формирователя 25, который высветит индикатор 27 "Конец", предупреждающий оператора об окончании временного отрезка и необходимости его воспроизведения. 20Для воспроизведения временного интервала оператор нажимает кнопку 18 "Начало". Импульс с ее выхода через элемент ИЛИ 32 блока 3 поступает на вход одновибратора 28 и вход триггера 25 20 пульта 1, единичный потенциал с выхода которого подается на элемент 37 блока 8 (Фиг.9 б) и на вход элемента И 53 блока 1 1.Импульс с выхода одновибратора 28 блока 3 перебрасывает триггер 29 во второе положение. Единичный потенцгл с его второго выхода прикладываетс к входу элемента И 31 и поступает на управляющий вход блока 2, обеспечив повторную подачу сигнала с одного и35 того же выхода группы пбследнего на соответствующий вход Формирователя 4. Этот же сигнал подается на вход соответствукщего триггера регистра 5, подтвердив его единичное состояние,Импульс временного интервала с выхода формирователя 4 (Фиг.9 а) через элемент И 31 блока 3 подается на элементы И 33 и ИЛИ 34 блока 8 одновре менно с единичным импульсом, поступающим на их входы с элемента 37, время задержки которого определяется срабатыванием элементов 28, 31 и 32 (фиг.9 в)Единичный потенциал с выхода .элемента ИЛИ 34 подается на информационный вход элемента 35 и управляющий вход элемента 36. На управляющий вход элемента 35 и информационный вход элемента 36 поступает единичный потенциал с выхода элемента И 33Если оператор считает, что длительность зафиксированного (заполненного) им отрезка времени истекла 9 6(прошло 25 с), то нажимает кнопку 19"Конец" пульта 1. Импульс с ее выхоЯапоступает на вход триггера 20, обеспечив появление на его выходе нулевогопотенциала.Если предъявленный отрезок времениравен зафиксированному оператором,то нулевые потенциалы на выходах элементов 35 и 36 блока 8 не изменятся.Задний фронт импульса с выхода эле-,мента ИЛИ 34 вызовет появление на выходе формирователя 13 импульса, который поступит на вход счетчика 14, зафиксировав предъявление временногоотрезка, на входы триггеров регистра5, переведя их (подтвердив) в нулевоеположение, на вход элемента 42 задержки блока 9 и на вход одновибратора41, импульс с выхода которого подается на управляющий вход индикатора 40,высветив на последнем "0" (отсутствиеошибки), и на информационный входблока 2, изменив случайное положениесигнала на его групповом выходе. Задержанный импульс с выхода элемента42, поданный на счетчик 38, подтвердит его нахождение в исходном состоянии,Если предъявленный (контрольный)отрезок времени (Фиг.9 а) меньше афиксированного (воспроизведенного)оператором (Фиг,9 б), то на ьыходеэлемента 35 появится единичный импульс (Фиг.9 г), который через элементИЛИ 16 поступит на управляющий входблока 6 через соответствующий элемент И, на вход которого подан единичный потенциал с выхода соответствующего триггера регистра 5, запуститгенератор 7, длительность временныхметок на выходе которого соответствует данному временному интервалу,на вход элемента И 45 и на вход элемента И 2 1 пульта 1. Так как на элемент И 21 подан единичный потенциалс выхода триггера 20, то засветитсяиндикатор 23 "+" (Фиг.9 д), предупреждающий, что воспроизведенный оператором отрезок времени имеет большуюдлительностьВременные метки с выхода генератора 7 (Фиг,9 е) подаются на счетчик 38 блока 9, фиксируя величину отклонения от заданного (контрольного, отрезка времени в %, и через элемент .", 45 на счетчик 43 Фиксирующий общее число меток, с отклонением в сторонуФЕсли число временных меток в одном из счетчиков 43 или 44 (или в обоих) превысит допустимое (установленное предварительно) на выходе данногосчетчика, например 43, появится единичный потенциал, который засветит индикатор 47. Свечение индикатора 47 указывает на склонность обучаемого к увеличению временных отрезков, а свечение индикатора 48 - на склон-. ность к уменьшению отрезков, Одновременно единичный потенциал с выхода счетчика 43 через элемент ИЛИ 49 поувеличения сформированного отрезка времениЗадний Фронт импульса с выхода элемента ИЛИ 34 вызовет появление на выходе формирователя 13 импульса (Фиг.9 ж), который поступит "на входы триггеров регистра 5, переведя (подтвердив) их нулевое положение, на вход элемента 42 задержки и на вход одновибратора 41, импульс с выхода которого подается на управляющий вход индикатора 40, высветив на последнем цифру, указывающую величину отклонения, и на информационный вход блока 2, изменив случайное положение сигнала (следующий временной отрезок будет предъявлен другой величины). Задержанный импульс с выхода элемента 42 установит счетчик 38 в исходное состояние.Если предъявленный (контрольный) отрезок времени больше воспроизведенного оператором, то на выходе элемента 36 появится единичный импульс (фиг.9 з), который через элемент ИЛИ 16 поступит на управляющий вход блока 6, обеспечив запуск генератора 7 (фиг.9 с) по входу, соответствующему данному временному отрезку, и на эле 1 мент И 22, на вход которого поданединичный потенциал с выхода формиро. вателя 4 через элемент И 31 блока 3. На выходе элемента И 22 появится единичный импульс, обеспечивающий загорание индикатора 24 "2" (фиг.9 д), предупреждающего оператора, что воспроизведенный им отрезок времени имеет меньшую длительность, чем контрольный, Величина отклонения фиксируется счетчиком 38 блока 9, а общее число меток времени с отклонением в сторону уменьшения сформированноговременного интервала учитывается счетчиком 44. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дается на управляющий вход элемента50 запрета,По окончании первого цикла импульсс выхода счетчика 14 поступит на входэлемента 15 задержки, на вход триггера 51 блока 11, подтвердив его нулевое состояние, и на информационныйвход элемента 50, но дальше не пройдет, так как на его управляющем входеимеется единичный потенциал с выходаэлемента ИЛИ 49. Задержанный импульсс выхода элемента 15 возвратит счетчик14 и счетчики 43 и 44 в исходное состояние.Устройство переходит к следуиицему(второму) циклу.Если во втором цикле число временных меток в счетчиках 43 и 44 не превысит допустимое (свечение индикаторов 47 и 48 отсутствует), то при появлении импульса конца цикла на выходе счетчика 14 последний пройдет через элемейт 50 запрета, так как наего управляющем входе имеется нулевойпотенциал с выхода элемента ИЛИ 49,на вход триггера 5 1, перебросив егов единичное состояние. Единичный потенциал с выхода триггера 51 запускает генератор 52 и прикладываетсяк элементу И 53, вход которого соединен с выходом генератора 52,В следующем (третьем) цикле принажатии оператором кнопки 18 единичный потенциал с выхода триггера 20 подается на вход элемента И 53 блока 11.При поступлении импульса с выхода генератора 52, случайного по времении длительности (фиг,9 з), на элементИ 53, на выходе последнего появитсяединичный потенциал, который включитгенератор 54 блока 12 (генератор тактовых импульсов имеется в генераторе54),Псевдослучайная последовательностьимпульсов (единиц и нулей) с выходагенератора 54 (фиг,9 и) подается науправляющие входы элемента 56 запретаи элемента И 57. При поступлении(фиг.9 к) на звуковой индикатор 59(электроакустический преобразователь),а при поступлении "нулей" с выходагенератора 54 - прохождение тонального сигнала с выхода генератора 55прекращается, засвечивается световой(фиг,9 л), обеспечивающие отвлекающеевоздействие на органы слуха и зрения.Чередование звуковой и световой помех5предотвращает возможность подсчетавремени (сбивает счет) испытуемым"про себя", если он имел место.Работа остальных блоков и элементов аналогична вьппеописанному. 10Если оператор при воспроизведении временных интервалов в цикле с пома- хами не превысит допустимый уровень удлинения (укорочения) отрезков времени, то импульс с выхода счетчика 14 15 поступит на вход триггера 51 блока 11 и переведет устройство в безпомеховый режим, предписывая руководителю (испытуемому) повысить требования по точности определения временных отрез О ков.Использование изобретения в устройствах для тренировки операторов систем управления по воспроизведению временных интервалов повьппает точ ность устройства и объективность оценки оператора. Выявление преобладающего навыка у обучаемого увеличивает или уменьшает воспроизводимые временные отрезки по сравнению с контрольными - дает возможность руководителч использовать оператора с учетом и: щегося навыка или применив соотве.ствующие методики, устранить этот недостаток. Использование светозвуковых35 помех при воспроизведении временного отрезка оператором значительно повышает точность тренажера и объективность оценки оператора, так как отвлекает обучаемого от возможности подсчета времени "про себя", приводящего к искажению (завьппению) результатов,Формула и з обретенияТренажер оператора систем управления, содержащий пульт оператора, регистр, формирователь импульсов, блок сравнения, формирователь временныхь,) интервалов, входы которого соединены с соответствующими выходами группы блока формирования случайных сигналов и соответствующими информационньии входами регистра, а выход - с первым входом блока управления, второй входи первый выход которого подключенык выходу и первому входу соответственно блока формирования случайныхсигналов, второй вход которого соединен с первым выходом пульта оператора, а третий вход - с выходом формирователя импульсов, первым входомблока регистра цели и управляющимвходом регистра, третий вход блока,управления подключен к второму выходу пульта оператора, второй выход -к первому входу пульта оператора, атретий выход - к второму входу пультаоператора и первому входу блока сравнения, первый выход которого соединенс третьим входом пульта оператора,а второй выход - с входом формирователя импульсов, входами группы блокаэлементов, и подключены к соответствующим выходам регистра, а выходык соответствующим входам генераторавременных меток, выход которого соединен с первым входом блока регистрации, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности тренажера, в него введены счетчик реакций, счетчик циклов, элемент эгцерккн, блок формирования пом;х, элеме"ИЛИ и блок изменения режима работы.выход которого подключен к п .рвомувходу блока формирования помех гпервый, второй и третий входы - соответственно к вы".одам счетчиков реакций и, циклов и к третьему выходупульта оператора, четвертый вход которого соединен с первым информационным вхоцом счетчика реакций, третьимвыходом блока сравнения и первымвходом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму информационному входу счетчика реакций и первому входу блока сравнения, а выход -к входу блока элементов И, синхровходсчетчика реакций соединен с выходомгенератора временных меток, а установочный вход - с выходом элементазадЕржки и установочным входом счетчика циклов, выход которого подключенк входу элемента задержки, а информационный вход - к выходу формирователясчетчика циклов, вторые входы блокасравнения и блска формирования помехсоединены с выходом счетчика реакций, 1619329