Тренажер операторов систем управления

ОПИСАНИЕ иИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 15,12,80 (21) 3242838/18-12с присоединением заявки И 9 " 513 М. Кл. С 09 В 9/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(23) Приоритет 531 УДК 681;136.в 51 (088, 8) Опубликовано 2310,82. бюллетень Ко 39 Дата опубликования описания 23,10,82(54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к тренажерам операторов систем управления и . может быть использовано при подготовке операторов систем управления.. Известен тренажер операторов управления, содержащий пульт преподавателя, соединенный с программным бло ком и блоком задания времени, который подключен к формирователю изображения и программному блоку, соединенному через блок регистрации с пультом обучаемого, и информационное табло, подключенное к Формирователю изображенияЯНедостатком известного тренажера является его невысокая эффективность.Цель изобретения " повыдение эффективности тренажа.Поставленная цель достигается тем, что тренажер операторов систем управ" ления, содержащий пульт преподавателя, соединенный с программныМ блоком и блоком задания времени, который подключен к Формирователю иэображения и программному блоку, соединенному через блок регистрации с пультом обучаемого, и информационное табло, подключенное к формирователю иэображения, имеет блок,преобразования случайных сигналов в числа, блок формирования аналитических функций, блок формирова- З 0 ния управляющих сигналов и формирователь признаков подсвета, при этом управляющие выходи пульта преподавателя соединены со входом блока Формирования управляющих сигналов, входамиблока преобразования случайных сигна"лов в числа и входом блока Формирования аналитических функций, первыйвыход которого подключен к информационному входу блока регистрации, выходы блока Формирования управляющихсигналов непосредственно и через формирователь признаков подсвета подключены к первым информационным входамформирователя иэображения, второй информационный вход которого соединенсо вторым выходом блока формированияаналитических функций, подключенногочерез блок преобразования случайныхсигналов в числа к управляющему выходу блока задания времени. На фиг. 1 приведена блок-схема тренажера;. на Фиг. 2 - блок-схема узла случайных напряжений и блока задания времени; на Фиг. 3 - блок-схема узла числовых параметров; на фиг. 4 и 5 - пример аналитических преобразований логических функцийи логических аргументов.Тренажер операторов систем управления содержит пульт 1 преподавателя, соединенный с программным блоком 2 и блоком 3 задания времени, который подключен к Формирователю 4 иэображения и программному блоку 2, соединен ному через блок 5 регистрации с пультом 6 обучаемого, и информационное., табло 7, подключенное к Формирователю 4 иэображения.1 ОТренажер также имеет блок преобразования случайных сигналов в числа, состоящий из узла 8 случайного напряжения и узла 9 числовых параметров, и блок формирования аналитических функций, содержащий узел 10 логических функций, узел 11 логических аргументов и регистр 12 запоминания ординат, Кроме того, тренажер включает Формирователь 13 признаков подсвета и блок 14 формирования управляющих сигналов.При этом управляющие выходы пульта 1 преподавателя соединены со входом блока 14 Формирования управляющих сигналоввходами блока преобразования случайных сигналов в числа и входом блока формирования аналитических функций, первый выход которого подключен к информационному входу блока 5 регистрации, выходы блока 14 формирования управляющих сигналов непосредственно и через формирователь 13 признаков подсвета подключены к первым информационным входам формирователя 4 иэображения,второй информационный З 5 вход которого соединен со вторым выходом блока формирования аналитических функций, подключенного через блок преобразования случайных сигналов в числа к управляющему выходу блока 3 40 задания времени. В блок-схему узла случайных напряжений и блока задания времени входят генератор 15, линия 16 задержки, 45 схема.И 17, триггер 18 бланка, схема И 19, счетчик 20 времени экспозиции, схема И 21, сигнал 22 "Начало цикла", счетчик 23, схема И 24, ключи 25, генератор 26 случайного напряжения, интегратор 27, инвертор 28, схема,Й 29, счетчик 30 принятия решения, схема ИЛИ 31, сигнал 32 "Пуск", сигналы 33 с выхода счетчика 23, сигналы 34 с выхода дешифратора блока 1, сигналы 35 с выходов интеграторов, сигнал 36 экспозиции блока 1, сигнал 37 принятия решения с блока 1, сигнал 38 стирания изображения на блок 7 (фиг.2),Блок-схема узла числовых параметров (фиг. 3) включает инвертор 39, сумО матор 40, схему 41 перемножения, сумматор 42, и ив ертор 4 3, схему 4 4 срав н ения, ключ 45, источник 46 единичного напряжения, сигнал Х д 47 с блока 1, сигнал Х,48 с блока 1, пороговое ц 4965 с блока 1, случайное напряжение 50и логическую переменную 51 0 или 1.В примерах аналитических преобразований (фиг, 4 и 5) обозначены схемы,52 и 53 возведения в квадрат, сумма"тор 54, схема 55 сравнения с порогом,ключ 56, источник, 57 единичного напря"жения, константа 0 58 с блока 1, результирующий сигнал 59 на блок 10 ислучайное напряжение .60 и 61 с блока 12,ИнФормационное табло 7 предназначено для показа обучаемому последовательности значений числовых параметров и логических аргументов, Оно вы-полнено на базе ЭЛТ с программным управлением положения луча, которое осуществляется формирователем 4 иэображения.Узел 8 случайного напряжения предназначен для формирования случайногонапряжения и последовательной записиего амплитудных значений с частотойследования синхроимпульсов в элементыпамяти, количество которых определяется сигналами, поступающими иэ блока 3,а значения амплитуды случайных напряжений используются в блоке 12 для определения значений числовых параметров. Формирователь 4 иэображения предназначен для управления отображениемчисловых параметров и лбгических аргументов на информационном табло 7Временная последовательность отображенияинформации определяется блоком 3,а координаты отображаемых логических,аргументов и числовых параметров определяются в соответствии с выходами блоков 12 и 14. Яркость. подсвета отобра,жаемых величин задается блоком 13,а последовательность опроса ячеекблоков 12, 14 и 13 определяется припомощи блока 2,Пульт б обучаемого предназначендля реализации принятых операторомрешений и ввода их в блок регистрации.С пульта 1 задаются:на блоки 3 и 12 в , общее количествоотображаемых величин;на блок 3 - временные сигналы отображаемой информации;на блок 9 - минимальные .и максимальные значения случайных напряженийи величины пороговых напряжений дляопределения значений непосредственноотображаемых логических аргументов;на блок 11 - общее количество ивид аналитических функций, определяющих значения логических аргументовпутем коммутации соответствующих аналоговых функциональных элементов;на блок 10 - вид логической функции путем соответствующей коммутации логических элементов блока 10;на блок 2 - режимы работы программного блока;на блок 14 - признаки вида отображаемых величин.9688405 бПрограммный блок. 2 предназначен Перед началом экспериментальныхдля управления работой блока 4 по исследований с пульта 1 задается командам с блоков 1 и 3. в соответст- общее количество отображаемых вии с заранее подготовленной програм- величин;мой эксперимента, записанной на пер- .временные сигналы отображаемой фоленту или, какой-либо другой носитель информации (время экспозиции Т и информации. В автономном режиме рабо- принятия решения Тр );ты, инФормация о значениях логичес- минимальные и максимальные эначекой Функций подается в блок 5.регист- ния числовых параметров.и величин рации. пороговых напряжений;.Блок 3 задания времени преднаэна общее .количество и вид аналитичесчен для синхронизации работы блоков ,ких функций;8 и 2 и задания временных характерис- вид логической Функции;тик отображения информации блоком 4 признаки вида отображаемых величин.в соответствии с сигналами с пульта 1,Регистр 12 запоминания ординат .15 ПР вклю е У р й РПри включении устройства генера тор 15 блока 3 задания времени, начипредназначен для хранения значений.нает выдавать синхроимпульсы СИ)всех отображаемых числовых параметровс периодом следования Т ц . Они посту:к логических аргументов, определяемыхблоком 9. Общее количество отобража пают на линию 16 задержки, образуяемых величин задается с блока 1, а их 20 .отображение осуществляется через блокзадержанную на Ти/2 (ЗСИ). Импульсы.4. Эти величины используются узлом 11ЗСИпоступают на .первый вход схемы .И 17, на второй вход которой поступа.логических аргументов для вычисленияИ 17й й ступает сигнал Пускзначений логическихаргументов по ис и з е ИЛИ 31 С ее вышедший через схему ИЛИ . С ее вы.ходным данным, задаваемым с пульта 1. 25 хода сигнал поступает на триггер 18Значения логических аргументов повыработки бланка. С прямого выходадаВтся в узел 10 логических функцийтриггера 18 бланк поступает на схемудля определения значений заданной с И 21 разрешая прохождение СИ на че.дпя.статистической оценки характеристик1 выб р ется необходимое кота 1, где выбирается необходимое кодеятельности оператора и содержит вычислитель и электронно-пишущую машин-, коммутации соответствующего количест"ку типа "Консул" или печатающее уст". ва выходов дешифратора. Каждый выходройство, например ЕС. В нем по 35 дешифрирувщего устройства подключенрезультатам, вводимым с пульта 6 и к одному иэ входов 34 схемы И 24узла 10 логических Функций .или блока блока 3 задания времени на второйзадания времени,2 в автономном режиме), проводится вход которой поступает. ЗСИ, С выходаоценка параметров распределения веро-, схем И 24 ЗСИ поступают на ключи 25ятности правильных и ошибочных Реше О блока 8 .случайных напряжений, открыний, принимаемых оператором. , вая Их на вРеМЯ ДействиЯ ЗСИ.Блок 14 предназначен.для хранения . Ключ представляет собой усилитель,; значений признаков вида отображаемых . коллекторной нагрузкой которого являвеличин числовых параметРов либо ло" ется обмотка герконового контакта.гических аргументов). Эта информация иа герконовый контакт заведен .сигналпоступает на Формирователь 4 изображе" с генератора 26 случайных напряжений,ания и на Формирователь 13 признаков . который на время действия зси постУподсвета, где по значению пРизнака пает на один из интеграторов 27, эавида информации Формируются сигналы .поминая значения случайного напряже"подсвета различной амплитуды, которые ния генератора 26, Длительность ЗСИчерез блок 4 подаются на модулятоР 50 выбирается такой, чтобы за время им"ЭЛТ блока 7.пульса интегратор не выходил за преУзел 9 числовых параметров пред- целы линейного участка характеристиназначен для вычисления значений чис- киловых параметров:Таким образом, осуществляется- Х. = Ц " (Х - Х ) + Х, . последовательная запись случайногои логическойпеременной . напряжения в ячейки памят , с р1 СЫЧ 1 МОХ 1 еИИ 1 Е 1 Ии об анные на интеграторах, выходы которыхсоединены с соответствующими входами узла 9 числовых параметров.по значениям амплитуды случайного ройства 34 импульс, с уюльс соответствующийнапряжения, поступающего из блока 8, выбранному количеству отображаемыхи исходным данным с блока 1. величин с пульта 1, поступает наПосле включения устройство работа- второй вход триггера 18 бланков, возет следующим образом.версный выход триггера 18 блнка со" единен с первым входом схемы И 19, разреш,.я прохождение по второму ее входу СИ. С выхода схемы И 19 они поступают на счетчик 20 времени экспозиции, Время экспозиции Т выбирает ся на пульте 1 путем коммутации обратных связей Зб счетчика 20. Спустя время, равное Т , счетчик 20 вырабатывает импульс 3,8, поступающий на Формирователь 4 изображения для Формиро"р вания сигнала стирания изображения с информационного табло, а также ,на установку в исходное состояние счетчика 23 и интеграторов 27. С инверсного выхода счетчика 20 после окончания сигнала стирания изображения поступает первое разрешение на схему И 29 на прохождение СИ на вход счетчика 30 принятия решения. Второе разрешение поступает на третий вход 37 схемы И с пульта. 1, на котором выбирается время, необходимое для принятия решения. Спустя время, рав" ное Тр, СИ прекращают поступать на счетчйк 30 принятия решения, и он .вырабатывает импульс "Начало цикла", который поступает на схему ИЛИ 31 для повторения цикла работы устрой"ства и на. установку в ноль триггеров. счетчика 20, а также в блок 2 для повтбрного запуска программы экспери-ЗО мента. В этом режиме устройство работает автономно, йо при поступлении спульта 1 импульса "Конец цикла" вместо. сигнала ",Пуск" 32 на схему И 17 устройство останавливается. 35Значение случайного напряжения 35, запомненное на интеграторах 27, поступает в узел 9 числовых параметров.С пульта 1 в блок 9 задаются величины Х ,;, 47, Хц 48, а также величина У пороговое 49.Блок 9 состоит из двух частей.Первая часть формирует величины числовых параметров, осуществляя 45 преобразованиеслм(Хмсрс Йюай.) + Хьми.Вторая часть формирует значения непосредственно отображаемой логической переменной, осуществляя преобразованиеесли сьчч"л.порогО, в противном случае.В первом случае с пульта 1 задаются значения Х, 47 и Хок 48, а также с блока 3 поступает содержимое соответствующих интеграторов 27 случайных напряжений 35 Значение Хд 47 поступает на инвертор 39, а также на первнй вход сумматора 42, 60 а с выхода инвертора 39 сигнал поступает на первый вход сумматора 40, на второй вход которого поступает значение Х48, С выхода сумматора 40 сигнал подается на первый вход одной из схем 41 перемножения, навторые входы которой поступает случайное напряжение 35 с соответствующих интеграторов 27. Выходы схемы41 перемножения подключены к второмувходу сумматоров 42, а ее выходына соответствующие входы регистра12 запоминания ординат, Регистр запоминания ординат представляет собойпромежуточную памят. между блокомчисловых параметров и блоком логических аргументов, выполненных на интег-,раторах. С него преобразованное случайное напряжение выдается на форми;рователь 4 иэображения и узел 11 ло-гических аргументов. Кроме того,с пульта 1 может изменяться порядокопроса регистра 12 запоминания ординат,Во втором случае с пульта 1 поступает величинаБ пороговая 49, которая подается на инвертор 43, с выхода которого отрицательная пороговаявеличина поступает на первые входысхем 44 сравнения, где они сравниваются со случайным напряжением 35, свыходов которых разностные сигналыпоступают на управляющие входы ключей 45, на вторые входы которого по"ступает напряжение с источника 46единичного напряжения. На выходе ключей 45 формируется значение непосредственно отображаемой логической переменной 0 или 1, которые поступают на .регистр 12 запоминания ординат.С выходов регистра запоминанияординат путем соответствующей коммутации на пульте 1 напряжения, соответствующие значениям числовых пара"метров, подаются в узел 11 логических аргументов, который представляетсобой совокупность коммутируемых спульта экспериМентатора аналоговыхэлементов, выполняющих заданные аналитические преобразования.В случае, если логический аргументопределяется выражением1, если Е(х, х х)ъдО 0 в противном случае,где х, х, , х - значение числовыхУпараметров;О - константа 58, задаваемая с пультаэкспериментатора;К - полином К-й .степени,то для вычисления Ед достаточноиметь набор инверторов, сумматоров,схем перемножения и схем сравненияс пороГом, выход которых управляетключом, через который ециничное на- .пряжение подается в узел 10 логических функций.Например, если значение логического аргумента определяется выражением968840 формула изобретения Тренажер операторов систем управления, содержащий пульт преподавате" ля, соединенный с программньм блоком и блоком задания времени, который подключен к формирователю изображения и программному блоку, соединенному через блок регистрации с пультом обучаемого, и информационное табло, подключенное к формирователю изображения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности .тренажа, ои имеет блок преобразова- .ния случайных сигналов в числа, блок формирования аналитических функций, блок формирования управляющих сигналов и формирователь признаков подсвета, при этом управляюцие выходы пульта преподавателя соединены с входом блока формирования управляющих сиг" налов, входами блока преобразования случайных сигналов в числа и входом блока Формирования аналитических Функций, первый выход которого.под 9где хл 60 и х б 1 случайное напряже-ние с выходов соответствуюцих ячеекпамяти регистра ординат,то преобразование осуществляетсяпо схеме, показанной на фиг, 4,в которую входят схемы 52 и 53 возведения в квадрат, сумматор 54, схема55 сравнения с порогом, ключ 56 и источник 57 единичного напряженияУзел 10 логических функций представляет собой совокупность коммути Оруемых с пульта экспериментатора логических элементов И, ИЛИ, НЕ, входы которых экспериментатор в соответ-ствии с выбранным видом логическойфункции, заданной в дизъюнктивноконъюктивной форме, коммутирует с соответствующими выходами блока логических аргументов и блока числовыхпараметров.Например, если логическая Функцияопределяется выражением(х 4 + 0,7,х 4 - 10,3) А (х ) 0,5),то на экране индикатора отображаются значения хл, х , затем через позицию - 0 либо 1, в зависимости отрезультата сравнения х с 0,4 и т.д.Коммутация. логических элементов приэтом осуществляется так, как показано на Фиг. 5.Значение логической Функции, вычисленное этим блоком совместно срешением оператора, поступает вблок 5 регистрации для оценки результатов тренажа.Блок 14 состоит из йБ-триггеров, 35одни установочные К-входы заведенына наборное поле пульта экспериментатора, а вторые Я-входы объединеныи на них поступает сигнал "Пуск".Если в какие-то ячейки необходимозаписать логические аргументы, тогдана наборном поле эаземляются ихЙ-входы н поступающий импульс "Пуск"на Б-входы не сможет установить их.в единичное состояние. Остальныетриггеры, у которых Й-входы не зазем"лены, взводятся в единичное состояние, что соответствует записи в нихчислового аргумента. Единичные выхо"ды триггеров блока 14 подключены кФормирователю 4 изображения для управления последовательностью отображения значений числовых параметрови логических аргументов, а такжена формирователь 13 признаков подсве.та;55 формирователь 13 состоит из схем, Формирующих импульсы подсвета, которые в зависимости от поступающих на их входы импульсов единичного или 60 нулевого уровня формируют импульсы различного напряжения, поступающие на формирователь 4 изображения и далее на ЭЛТ информационного табло 7 для подсвета информации числовых па раметров и логических аргументов сразличной степенью яркости,Формирователь 4 изображения накоторый поступают числовые параметры, логические аргументы и импульсыподсвета, содержит стандартную схему,управления лучом по двум координатам,а также набор ключей с двумя управляющими входами и схемы сборки. сигналов ИЛИ. На основные входы ключейпоступает напряжение с выходов блоков 12, 14 и 13, на первые управляющие входы подается напряжение бланка времени экспозиции Тэ, а последовательность подачи управляющего напряжения на вторые входы ключей определяется заданной программой эксперимента.На блок регистрации 5 поступаетинформация о выбранном операторомзначении логической Функции с пультаб, а также об истинном значении этойфункции, с блока 10 или с блока 2(в .автономном режиме). В нем осуществляется статистическая оценка вероятности правильного и ложного решения задачи оператором, а также зависимости этих показателей от характеристик задач,Предлагаемое устройство позволяетисследовать возможности операторапо выполнению логико-аналитическихпреобразований информации, а такжепо принятию решения в условияк неопределенности, выявить класс задачподобного типа, которые оператор способен решить с заданным качеством.Получаемые данные могут быть использованы.для решения задач професси"онального отбора операторов.управленческого профиля.968840 11 ключен к информационному входу блока регистрации, выходы блока формирования управляющих сигналов непосредст венно и через формирователь признаков подсвета подключены к первым информационным входам формирователя изображения, второй информационный вход которого соединен с вторым выходом блока формирования аналити 12ческих функций, подключенного через блок. преобразования случайных сигналов з числа к управляющему выходу блока задания времени. ъ Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1, Авторское свидетельство СССР. Редактор Н Подписное 79/78 Тираж 472 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 13035, Иосква, Ж, Раушскаяказ вта Ср Де Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна