Устройство для оценки работы оператора

 

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано для обучения операторов технологических объектов и в научно-исследовательских целях.Цель изобретения - повышение точности, достоверности и дидактических возможностей устройства за счет исключения из ошибки оператора динамической ошибки объекта управления. Новым в устройстве является введение на выходе устройства динамических моделей объектов управления, каждая из которых содержит два усилителя, два интегратора и два элемента обратной связи с соответствующими связями между ними. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (ll) А2 (51)4 G 09 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

<61}, 1325550 (21) 4261754/24-24 (22) 15. 06. 87 (46) 15.01.89. Бюл. У 2 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В:М.Кузнецов (53) 681.3.071 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1325550, кл. С 09 В 9/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ РАБОТЫ

ОПЕРАТОРА (57) Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано для обучения операторов технологических объектов и в научно-исследовательских целях. Цель изобретения — повышение точности, достоверности и дидактических возможностей устройства за счет исключения из ошибки оператора динамической ошибки объекта управления. Новым в устройстве является введение на выходе устройства динамических моделей объектов управления, каждая из которых содержит два усилителя, два интегратора и два элемента обратной связи с соответствукицими связями мелду ними. 1 э.п.ф-лы, 3 ил.

1451757

Изобретение относится к техническим средствам обучения, может быть использовано для обучения операторов технологических объектов и в научно5 исследовательских целях и является дополнительным к авт.св. 11 1325550.

Целью изобретения является повышение точности устройства за счет исключения из ошибки операторов динами- 10 ческой ошибки объекта управления.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для оценки работы операторов; на фиг. 2 — принципиальная схема варианта динамичес- 15 кой модели объекта управления; на фиг. 3 — переходная характеристика объекта управления.

Устройство для оценки работы операторов содержит динамическую модель 20

1 объекта управления, блок 2 сравнения, блоки 3 выделения модуля, ограничители 4 амплитуды сигналов, коммутатор 5 на два входа и один выход, масштабирующий блок 6. Выходы масшта- 25 бирующих блоков 6 подключены к соответствующим входам сумматора 7, выход которого подключен к информационному входу интегратора 8, а выход последнего через переключатель 9 соединен 30 с входом индикатора 10. Клемма источника питания через замыкающий контакт кнопки 11 управления подключена к управляющим входам коммутато ров 5 и интегратора 8. Инверсные

35 входы коммутаторов 5 соединены с прямыми входами блока 2 сравнения.

Входы и выход сумматора 7 подключены к входам переключателя 9.

Динамическая модель 1 объекта уп- 40 равления содержит два суммирующих инвертирующих усилителя 12 и 13 и два инвертирующих интегратора 14 и

15, включенные последовательно, их входные резисторы 16-19 являются ре- 45 гулируемыми, причем два последних представляют собой сдвоенный резистор.

В схеме имеются два элемента обратной связи: с выхода интегратора

14 на вход усилителя 12 и с выхода интегратора 15 на вход усилителя 13 через резисторы 20 и 21 соответственно.

На фиг. 1 приведены переходные характеристики объекта по одному каналу управления, поясняющие работу устройства при идеальной работе оператора: 0 -момент включения устрой-. ства; 22 — момент включения сигнала

23 задания на объект управления и устройство; 24 — переходная характеристика объекта управления; 25— произвольный момент времени и соответствующая ему ошибка 26 регулирования, которая в прототипе учитывалась как ошибка оператора; 27 — переходная характеристика динамической модели объекта, которая совпадает с переходной характеристикой 24 объекта при идеальной модели. В этом случае ошибка 26 объекта (точнее технической части эрганической системы управления) устройством не учитывается и выходной сигнал блока 2 сравнения определяется только ошибкой оператора.

Ограничитель 4 является нелинейным блоком с характеристикой типа

"зона нечувствительности" и выполнен на основе диодно-резисторной ячейки.

Коммутатор 5 каждого канала выполнен в виде реле с переключающим контактом, замыкающий контакт которого является прямым входом коммутатора 5, размыкающий — инверсным, переключающийся — выходом, а управляющий вход соединен с обмоткой реле, второй вывод которой соединен с корпусом.

Интегратор 8 выполнен по одной из известных схем и может находиться в одном из типовых режимов работы, задаваемых вручную; установка "нуля" операционного усилителя, сброс решения, усиление с хранением информации и интегрирование.

Переключатель 9 является однопоJII0cHbIM (m+2) no3HnHoHHbIM, e m— число каналов устройства. В качестве индикатора 10 использован цифровой вольтметр.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение ограничения ограничителя 4 равно нулю. На один иэ входов любого канала подается некоторое напряжение и осуществляется установка "нуля" усилителя интегратора 8 и установка его коэффициента усиления с использова- нием переключателя 9 и индикатора 10.

На вход динамической модели 1 подается напряжение задания, которое через замкнутый инверсный вход коммутатора 5, масштабирующий блок 6 и

1757

2. Устройство по п.1, о т л и40 ч а ю щ е е с я тем, что динамическая модель объекта управления содержиу два усилителя, два интегратора и два элемента обратной связи, входы которых соединены с выходами пер45 вого и второго интеграторов соответственно, а выходы — с входами соответственно первого и второго усилителей, вход первого усилителя является входом модели, а выход под

50 ключен к входу второго усилителя, вход первого интегратора соединен с выходом второго усилителя, а выход— с входом второго интегратора, выход которого является выходом модели. з

145 переключатель 9 поступает на индикатор 10 ° С помощью индикатора 10 и используемого для настройки осциллографа производится настройка модели

1 на требуемый переходный процесс при единичном коэффициенте усиления масштабирующего блока 6, Требуемые динамические характеристики получают в результате идентификации объекта.

При включенном на входе только напряжении задания и установившемся режиме настроенной модели 1 производится операция ручного нормирования сигнала подбором такого коэффициента усиления масштабирующего блока 6, при котором его выходное напряжение становится равным максимальному (или другому выбранному) значению.

Коэффициент усиления в этом случае оказывается обратно пропорциональным сигналу задания. Далее устанавливается требуемое напряжение ограничителя 4.

Схема (фиг, 3) позволяет реализовать передаточную функцию модели 1 объекта управления, например звенафильтра частоты второго порядка.

Схема позволяет независимо настраивать три параметра звена, связанные между, собой определенными соотношениями.

Усиление, добротность и нормированная частота устанавливается соответственно резисторами 16-17 и

18-19.

Режим "Интегрирование" включается кнопкой 11. В коммутаторах 5 закрываются инверсные и открываются прямые входы, После этого включаются сигналы задания на входы соответствующих моделей 1. Выходные сигналы моделей 1 поступают на прямые, а сигнал фактического значения параметра — на инверсные входы блоков

2 сравнения. Выходные напряжения блоков 2, пропорциональные мгновенным ошибкам операторов, выпрямляются блоками 3 выделения модуля, ограничиваются ограничителями 4, нормируются в масштабируюших блоках 6 и суммируются сумматором 7, на выходе которого получается напряжение, характеризующее мгновенную оценку управления.

В конце цикла оценки работы операторов кнопку 11 отключают и в (m+2)-и положении переключателя 9 по индика5 тору 10 счи.ывают интегральную оценку °

После сброса решения схема возвращается в исходное состояние.

Введение в предлагаемое устройство многоканальной динамической модели объекта управления позволяет исключить ошибку, обусловленную динамическими свойствами объекта, относительное значение которой при пуске объекта в получаемой оценке работы операторов составляет 63 — 10 Х при отношении длительности цикла оценки. к постоянной времени объекта, изменяющейся в пределах 1 — 10. В итоге повышается точность и достоверность устройства, а также расширяются его дидактические воэможности.

25 Формула изобретения

1, Устройство для оценки работы оператора по авт. св, Р 1325550, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 30 с целью повышения точности устройства, в него введены динамические модели объекта управления, вход каждого из которых является входом заданной величины соответствующего

35 параметра устройства, а выход под ключен к одному из входов соответствующего блока сравнения.

1451757

Фиа3

Составитель А.Карлов

Твхред 1. Дидык Корректор M.Ñàìáoðñêàÿ

Редактор Е.Конча

Заказ 7084/50 Тир аж 470 Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5