Устройство для обучения и оценки работы оператора

 

Изобретение относится к технике обучения и оценки работы операторов и может быть использовано для профессионального отбора операторов, для предсменного контроля работоспособности операторов и для психофизиологических исследований функций и способностей человека к управлению объектами с различными динамическими характеристиками . Цель изобретения - расшпрение дидактических возможностей устройства. 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, задатчик 8 уровней сигнала, селектор 9. переключатель 10, блок 12 анализа ошибок оператора и блок 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 проведен ие в автоматическом режиме без участия инструктора полный цикл обучения оператора с усложнением или упрощением стоящей перед ним 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, успешно решаемой оператором , 5 йл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 09В 9/00

"1 A()g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4870229/24 (22) 29.06.90 (46) 15.07.92. Бюл. ¹ 26 (72) M.È.Áoéêî, Д.А.Карпов; Н.М.Корнюшина, А.Н,Хлуновский и В.С.Захарченко (53) 681.3.071(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1441442, кл. G 09 В 9/00, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ И

ОЦЕНКИ РАБОТЫ ОПЕРАТОРА (57) Изобретение относится к технике обучения и оценки работы ойераторов и может быть использовано для профессионального отбора операторов, для предсменного контроля работоспособности операторов и для психофизиологических исследований функ- ций и способностей человека к управлению объектами с различными динамическйми ха рактеристиками. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Устройство содержит генератор

„„БЫ, „1748166 А1

-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, задатчик 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. 710-11, 8 — 9, 8-70, 13 — 14. 2-3. Устройство позволяет обеспечить проведение в автоматическом режиме без участия ийструктора полйый цикл обучения оператора с усложнением или уйрощейием стоящей перед йим задачи компенсаторного слежения в зависимости от качества его работы (текущей обученности). определяемой по ошибке слежения. B конце цикла обучения устройство оценивает уровень обученности оператора по достигнутому им уровню сложности задачи слежения, успеШно рЕшаемой оператором, 5 ил.

1748166

4 а.

25 ментатора (учителя) при обучении 40 оператора для принятия решенйя о кэчест-, ра, т.е. о усложнении или упрощении задачи 45

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 предсменного 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 точностных 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, пер. вый 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 цикла обучения 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, а выходы группы и выход сопряжения соединены соответственно с информационными входами

20 и тактовым входом блока управления, выходы группы которого соединены с входами индикатора режима работы, а выход соединен с управляющим входом генератора, Bblходы которого соединены соответственно с первыми входами блоков сравнения и входами первой группы индикатора ошибки, входы второй группы которого 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. Bbl ходы этих цепей подключены к входам сумматора 7. Задатчик 8 уровня сигналов и 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

i5 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 вЂ” НЕ 33, . схему ИЛИ вЂ” 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 вре1748166

5 6 мени. 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- 5 ет уровень сложности, если:оператор дольжения является масштабируемая разность ше заданного времени находится в третьей между входным и выходными сигналами и зоне; оставляет неизменным уровень сложоперзтор должен все время зту разность ностй в остальных случаях. Уровень сложно(ошибку) сводить к нулю. ь.осях,И - ампли- сти — выходной аналоговйй уровень блока туда сигнала и 35 — время приведены ко- 10 13упрааления подается на вход генератора майдный сигнал по одной из координат 36 с 1, В индикатор 14 режима работы поступает выхода гейератора 1 и 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 и35- 15 сложности, "Не готов" — при достижении время- приведены сигналы ошибки 39, 40. и .—, .минимального уровйя сложности или циф41 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 8 - - Блок 12 анализа ошибок оператора разависимоСти от величины ошибки: третья 20 ботает следующим образом. зана 42- зона больших ошибок оператора . Логическиеуровнинахождениясигнала или зона черезмерно сложной 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 схем И, 16 и 15соответственно. дачи для ойераторз, втарая зона 44 —:зона 25 На вторйе их входы постуйает тактовый сиг умеренных ошибок или зона адекватной rio - - нал (1 кГц) из тактового re ejimpa 22. По уровню сложности задачи для оператора.. логике И с одной из схем 15.йли 16 тактовые что отвечает условиям его оптималъйого импульсы (1 кГц) поступают"на Счетные вхообучения. Штриховкз величины ошибок;: . ды таймеров 17 или 18. Таймер 17 считает оператора 39, 40 и 41 показывает время 30 время"нахождениясигйала ошибки взонеЗ. нахождения оператора в зонах ошибок, -. . таймер 18- в зоне 1, Схемы. 19 и 20срзвнетретьей, второй и первой соответствейно; .:нйя сравнйвэют показания таймеров с эаНа индикатОре 3 ошибки визуально ото-.. данными программатором 21 времени, При . бражается сигйал ошибки. равный разности -:: превышении показаний одноro èý òàéìåðîà между сигналом. задаваемым генератором 35 времени, заданного программатором 21, нз .. 1, и сигйалом управления от датчика дзига- вйходе схемы" 19 или 20 сравнения п6являтельных реакций оператора, Эта разность " ется разрешающийлогический уровень. ПоСигналов 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 сброса тактовый импульс опросигйалам, складывается в сумматоре 7. За-: са поступает на выход блока 12 и вход схемы датчик 8 уровней сигналов определяет вели- 23 задержки. .. чийы порогов"сигнала для"попадания его в : . — Блок 13 управления работает следуюпервую. вторую или третью зоньг. Аналого- 45 щйм образом. вые сигйалы с сумматора 7 и задатчика 8 .;. .:::: .. На разрешающие:входы схем И 24 и 25 уровней сигйалов можно визуально оценить . - поступают логические уровни нахождения после необходимого подключения переклю-: . сигнала"ошибки в первдй или третьей зоне чателя 10 на индикаторе 11 оценки. Селек- . - дольше заданного времени. которые постутор.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 .: 24и25поступаеттактовый ймпульс опроса логичеСкие уровни йопадзнйя сигнала (0,1 Гц). 8 зависимости от того, в первой или ошибки s 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.Поимпульсуиэблока12анализзоши- Таким образом, содержимое счетчика бок оператора блок 13 управления 26увеличивзетсянз "1",если сигнал ошибки

1748166 жимое реверсивного счетчика 26, пост паЮ- индикаторы режима работы и ошибки, блок

Щее на первые его входы. ., :.::.:,.:.""., : анализа оаибок оператора, входы которого

Генератор 1 является одним иэ гейша-: соединейы с выходами селектора, а выходы торов, управляемых величиной aíàäîãîâîãî 35 группы и выход сопряжения соединены сонапряжения, подаваемого ему на вход. Beотаетственно с информационными входами личина аналогового напряжения может", на- : и тактовым входом блока управления, выхо-пример. управлять частотой сигнала : ": .ды группы которого 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 задание: ходйкоторогосоединенысоответственнос оператору" . ... ",:.: ... ... " первйми входами блоков сравнения и входами @epsom группы индикатора ошибки, Такая работа устройства пбзволяет обеспечить npîååäåHèå в автоматическом . входывторойгруппы которогоивторыевхо. режиме без участия инструктора полный 45 ды бл6ков сравнейия соедийены соответст"цикл обучения оператора с усложйейием Венно с еЫходами 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 (обученноошибки находился в 3-й зоне дольае задан- сти), определяемой по ошибке слежения, В ного времени. сохраняется в любом другом конце цикла обучения устройство оценивает случае, С выхода реверсйвного счетчика 26 5 уровень оЬученности оператора по достигцифровой код поступает на ЦАП 27 и с его I нутому им уровню сложности решенйя задавыхода 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 деятельследующим образом".:- -, . -. 10 ности ойератора инструктором.

Цифровой код с. реверсивного счетчика максимально стандартизируется подход к

26 поступает на вход схем И 29, ИЛИ-НЕ 31 . обучению и оцейке работы операторов. и пераые входы индикатора 28 "Режим гене- Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я ратора", Если цифровой код cîñTîéò только из едиййц," что показывает максимальный . 15 - Устройство для обучения и оценки рабоуровеньсложности,то срабатывает.схема И ты оператора,-содержащее блоки сравне29 и с ее выхода поступает сигнал включе- ния., выходы которых соединены с входами ния индикатора 30 Готов". Если цифровой блоков выделения модуля. ошибок, выходы код состоит только йз йулей, что noêàçûâàåò ..": которых соединены с входами соответству:минимальный:уровень сложности, то сраба - 20 ющих масштабйрующих блоков, выходы котывает схема ИЛИ вЂ” НЕ 31 и с ее выхода: 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 и минимальным, :. чателя. вторые информационные входы то на выходе схем И 29 и ИЛИ-НЕ 31 логи- 25 которых соединейй с выходом задатчика ческие нули, которЫе; поступив на схему .. уровнясигналов, выходпереключателясоетический уровень разрешения; поступаю-.:." щ е"е с я тем, что, с целью 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 cojjep- ций оператора, генератор. блок управления, 1748166

Г . /Ю &вг улра/мюию Инюратюрон

1748166

Составитель Д,Карпов

Техред М,Моргентал

Редактор Е.Копча

Корректор Н.Ревская

Заказ 2506 Тираж Подписное

BHÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101! !! !

1 ! ! ! !