Устройство для стохастических исследований объекта

 

O n CA-Н V Е 6УО З

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 10.11.76 (21) 2419608/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл

G 06F 15/36 (53) УДК 681.3 (088.8) па делам изобретений (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень _#_ 24 и откРытнй (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Авторы изобретения

С. С. Ишин и П. Е. Чистяков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТОХАСТИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ОБЪЕКТА

ГосУдаРственный комитет (23) Пр нор и, ет

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено при контроле и тренировке операторов в скорости и точности работы с двоичными и восьмеричными кодами, отображаемыми индикаторами, в условиях имитации различных сигналов помехи и фиксировании объективных затрат энергии и допущенных ошибок, исследуемых объектом (оператором).

Известен генератор случайных двоичных чисел fl), содержащий генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены с группой элементов И, группой триггеров и группой ключей управления, полупроводниковые элементы, интегрирующие и дефференцирующие устройства.

Недостатком этого устройства является ограниченная функциональная возможность тренировки и наблюдений за исследуемым объектом (оператором).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для стохастических исследований (21, содержащее элементы ИЛИ, делитель частоты, триггеры управления, генератор случайных чисел, выход которого подключен к информационным входам первого и второго ключей. Выход первого ключа соединен с входом блока памяти, управляющий вход которого связан с единичным выходом первого триггера управления, а через элемент задержки,— с управляющим входом первого ключа. Выходы блока памяти подключены к индикатору и через соответствующие элементы И блока элементов И вЂ” к информационному входу третьего ключа, выход которого подсоединен к двоичному счетчику, а управляющий вход соединен с нулевым выходом первого триггера управления, 10 счетный вход которого является первым входом устройства. Управляющие входы блока элементов И соединены с выходами наборного поля.

В известном устройстве информация ото15 бражается на многошкальных индикаторах в виде количественных показателей по уровням, соответствующим опрсделенным значениям параметров.

Известное устройство обладает недоста20 точной точностью и не позволяет автоматически фиксировать объективные затраты энергии и ошибки исследуемого объекта (оператора) в процессе его работы в условиях помех.

25 Цель изобретения — повышение точности работы устройства.

Поставленная цель достигается тсм, что устройство содержит блок анализа состояния исследуемого объекта, блок имитации

30 сигналов помехи, дешифратор, преобразо670939 и = /(/). (2) ватель напряжение — частота, датчик состояния исследуемого объекта. Выход датчика через преобразователь напряжение— частота, делитель частоты соединен с первым входом блока анализа состояния исследуемого ооъекта, вход датчика состояния исследуемого объскта — с первым выходом исследуемого объекта, второй выход которого связан с входом наборного поля. Входы исследуемого объекта подключены к выходам блока имитации сигналов помехи, входы которого соединены с выходами дешифратора, а через первый элемент ИЛИ вЂ” с нулевым входом второго триггера управления, единичный вход которого соединен непосредственно с первым выходом, а через второй элемент ИЛИ вторым DblxoJoivI и вторым BxogloivI 6J10ка анализа состояния исследуемого объекта. Выход второго триггера управления соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого подключен к входам дешифратора, при этом третий вход блока анализа состояния исследуемого объекта является вторым входом устройства.

Блок анализа состояния исследуемого объекта содержит первый двоичный счетчик, выход которого является вторым выходом блока, а вход служит первым входом блока и через последовательно соединенные первый ключ, второй двоичный счетчик, второй ключ и преобразователь код— напряжение подключен к первому входу регистратора, второй вход которого является вторым входом блока, а третий вход является третьим входом блока и подключен непосредственно к управляющим входам первого и второго ключей блока и к входу третьего двоичного счетчика блока, а через элемент задержки — к управляющему входу второго двоичного счетчика. Выход третьего двоичного счетчика служит первым выходом блока.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Генератор 1 случайных чисел генерирует случайные числа в двоичном коде. Ключи

2 и 3 управляют выходами генератора 1 случайных чисел. Дешифратор 4 формирует единичные сигналы на соответствующем выходе при появлении соответствующего двоичного числа на входе.

Блок 5 имитации сигналов помехи имитирует внешние воздействия (звуковые, световые, температурные и т. д.) на исследуемый объект 6 (оператор). Каждое из устройств блока 5 срабатывает по единичным сигналам с выходов дешифратора 4 и предназначено либо для усложнения, либо для облегчения работы исследуемого объекта 6.

Датчик 7 состояния исследуемого объекта снимает биотоки, генерируемые исследуемым объектом 6, и подает их на вход

60 б5 преобразователя 8 напряжение †часто, преобразующего их в последовательность импульсов, частота следования fo которых пропорциональна величине биотока.

Делитель 9 частоты осуществляет деление частоты следования импульсов на выходе преобразователя 8 напряжение — часто та на величину коэффициента деления (к=1, 2, 3, ...).

Блок анализа состояния исследуемого объекта содержит следующие элементы: двоичный счетчик 10 с устройством 11 ввода дополнений, двоичный счетчик 12, ключи 13, 14, элемент 15 задержки, преобразователь 16 код — напряжение и регистратор 17.

Двоичный счетчик 10 с устройством 11 ввода дополнений формирует импульсы переполнения, каждый из которых соответствует определенному кванту энергии q, затраченному исследуемым объектом (оператором) в процессе работы. Число квантов

N за время работы исследуемого объекта составляет его затраты энергии Q, которая определяется по формуле

1V

О=;»"

Двоичный счетчик 12, управляемый ключами 13 и 14 и импульсом сброса, поступающим через элемент 15 задержки на его вход, формирует в двоичном коде сигнал, пропорциональный значению функции затрат энергии исследуемым объектом в данный момент времени

Значение функции (2) в дискретные моменты времени выражают в числе импульсов, Функция (2) характеризует качественную сторону затрат, а по формуле (1) можно определить интеграл функции (2) на любом отрезке времени.

Преобразователь 16 код — напряжение преобразует двоичный код на выходе двоичного счетчика 12 в сигнал постоянного тока определенной величины. Регистратор

17 фиксирует значение функции (2) в дискретные моменты времени.

Регистратор 17 наносит на график кванты энергии q в виде импульсов, формируемых двоичным счетчиком 10 и устройством

11 ввода дополнений, а также периоды дей ствия Лт заданных помех по случайному закону, отмечаемых в виде импульсов переполнения т, формируемых двоичным счетчиком 18 с устройством 19 ввода дополнений.

Триггер 20 управления управляет ключом 2 по сигналам с выхода двоичного счетчика 18 и выходов элемента ИЛИ 21.

Триггер 22 управления управляет ключом 3 через элемент 23 задержки, ключом

24, блоком 25 памяти, устанавливая его в исходное состояние. Индикатоп 26 высве670939

60 чивает двоичное число, записанное в блоке

25 памяти. На наборном поле 27 оператор набирает в восьмеричном кодс высвеченное на индикаторе 26 двоичное число. Элементы И 28 блока элементов И перекрывают все выходы соответствующих единичных разрядов двоичного числа на блоке 25 памяти, если исследуемый объект (оператор) наберет правильно на наборном поле 27 соответствующее число в восьмеричном коде.

Двоичный счетчик 29 фиксирует ошибки в действиях исследуемого объекта (оператора) при наборе чисел на наборном поле 27.

Элемент ИЛИ 30 формирует дискретные сигналы, поступающие на вход регистратора 17.

Позициями 31 и 32 обозначены входы устройства, а 33 — 35 — входы и выходы блока анализа состояния исследуемого объ екта.

Выход генератора 1 случайных чисел подключен к информационным входам ключей 2 и 3. Выход ключа 3 соединен с входом блока 25 памяти, управля:ощий вход которого связан с единичным входом триггера

22 управления, а через элемент 23 задержки — с управляющим входом ключа 3. Выходы блока 25 памяти подключены к индикатору 26 и через соответствующие элементы И блока элементов И 28 к информационному входу ключа 24, выход которого подключен к двоичному счетчику 29, а управляющий вход соединен с нулевым входом триггера 22 управления, счетный вход которого является входом 31 устройства.

Управляющие входы блока элементов И 28 соединены с выходами наборного поля 27.

Выход датчика состояния исследуемого объекта через преобразователь 8 напряжение †часто и делитель 9 частоты соединен с входом 33 блока анализа состояния исследуемого объекта. Вход датчика 7 состояния исследуемого объекта соединен с первым выходом исследуем бго объекта 6, второй выход которого связан с входом наборного поля 27. Входы исследуемого объекта б подключены к выходам блока 5 имитации сигналов помехи, входы которого соединены с выходами дешифратора 4, а через элемент ИЛИ 21 — с нулевым входом триггера 20, правления, единичный вход которого подключен непосредственно к выходу 34, а через элемент ИЛИ 30 — к выходу 35 и входу блока анализа состояния исследуемого объекта. Выход триггера 20 управления соединен с управляющим входом ключа 2, выход которого соединен с входами дешифратора 4, при этом вход 32 блока анализа состояния исследуемого объекта является одновременно и входом устройства.

Блок анализа состояния исследуемого объекта содержит двоичный счетчик 10, ра5

50 ботающий совместно с устройством 11 ввода дополнений. Выход двоичного счетчика 10 соединен с выходом 35 блока, а вход -- с входом 33 блока и через последовательно соединенные ключ 14, двоичный счетчик 12, ключ 13 и преобразователь 1б код — напря жение с первым входом регистратора 17.

Второй вход регистратора 17 является входом 32 блока и подключен непосредственно к управляющим входам ключей 13, 14 и к входу двоичного счетчика 18, работающего совместно с устройством 19 ввода дополнений, а через элемент 15 задержки — к управляющему входу двоичного счетчика 12.

Выход двоичного счетчика 18 является выходом 34 блока.

Работа устройства состоит в следующем.

Перед началом работы на исследуемом объекте (теле оператора) закрепляется датчик 7 состояния исследуемого объекта, на входы 31 и 32 устройства подаются последовательности импульсов частоты fl и f, включается генератор 1.

При поступлении импульсов частоты на счетный вход триггера 22, последний поочередно переходит в нулевые и диничные состояния. При переходе триггера 22 в единичное состояние;правляюшпй c!Irнал переводит блок 25 памяти в исходное состояние и через элемент 23 задержки откоывает ключ 3. Случайное двоичное число с выхода генератора 1 пост .пает на вход блока

25 памяти H фпкcllpyeTcv lza нем. Включается индикатор 26. отражая «записанное» двоичное число в блоке памяти, Оператор б переводит двоичное число в вось меричное и набирает clo на наборном поле 27. Если восьмеричное число набрано правильно, то элементы И 28 блока по единичным разрядам двоичного числа закрываются. Прп приходе очередного пмп ..7ьса на вход триггера 22 последний переходит

B Ili. IcBo0 положеIIIIc и l . IIo I 24 откпывается. Если оператор неправильно перевел двоичное число в восьмеричное. то один и,7,I несколькo элементов И блока 28 пo едшгпчным разрядам оказыгается открытымп и в двоичный c e «III 29 «записывается.. импульс.

ОдновремеHHQ е прпходом первого импульса частоты f. формпруетея импульс переполнения, который переводит триггер

20 в едн шое состояние и через устройство 19 вводит дополнение в двоичный счетчик 18. При этом ключ 2 открывается и случайное двоичное число поступает на входы дешифратора 4. Единичный сигнал на одном из выходов дешпфратора 4 включает соответствующий сигнал помехи блока

5 имитации сигналов помехи, Одновременно этот же единичный импульс на выходе дешифратора 4 переводит через элемент И,ЧИ

21 триггер 20 в нулевое состояние, ключ 2 закрывается- дешифратор 4 включается, 7

Имп;льс псреполненпя с выхода двоичного счетчика 18, пройдя через элемент ИЛИ 30, поступает па второй вход регистратора 17.

Начинается работа исследуемого объекта (оператора) в условиях первого сигнала помехи Лт . При сформировании второго импульса переполнения на выходе двоичного счетчика 18 работа схемы повторяется.

Однако если будет включен второй сиг нал помехи, то первый сигнал помехи включается. Включение различных сигналов помехи уменьшает либо увеличивает затраты энергии оператора при выполнении им работы.

Как только включается в работу датчик

7 состояния исследуемого объекта, биотоки с его выхода преобразуются преобразователем 8 напряжение — частота в последовательность импульсов, частота следования которых f> пропорциональна биотоку. Импульсы частоты f> поступают па вход двоичного счетчика 10 и через открытый ключ

14 — на вход двоичного счетчика 12. Импульсы переполнения с выхода двоичного счетчика 10 соответствуют определенному кванту энергии q, затраченному исследуемым объектом (оператором) в процессе работы.

Импульсы-кванты q через элемент ИЛИ

30 поступают на второй вход регистратора 17.

С приходом импульса частоты f2 ключ 14 закрывается, ключ 13 открывается и двоичное число на выходе двоичного счетчика 12 преобразуется преобразователем 16 код— напряжение в импульс определенной величины, который постх пает на первый вход регистратора 17 и фиксируется в дискретный момент времени, отображая определенное значение функции n=f(f).

Этот же импульс частоты f, пройдя через элемент 15 задержки, устанавливает двоичный счетчик 12 в исходное положение.

Двоичный счетчик 12 вновь заполняется импульсами частоты fo. Импульсы частоты

f используются также для синхронизации работы регистратора.

Предлагаемое устройство благодаря наличию нов >тх элементов и новых связей обеспечивает существенное повьппение точности работы и эффективную тренировк исследуемого объекта при различных сигналах-помехах, создаваемых по случайном .. законх. Устройство позволяет автоматически фиксировать объективные затраты энергии и ошибки исследуемых объектов (операторов) в процессе их работы над двоичными и восьмеричными кодами, а так же автоматически строить график функции затрат энергии исследуемым объектом с отражением количественных и качественных свойств этой функции.

В результате тренировок операторов на таком устройстве представляется возможным свести до минимума их субъективные ошибки, провести профессиональный отбор

670939

8 наиболее способных операторов и существенно повысить точность работы, эффективность и экономичность использования ЭВМ и автоматизированных систем управления и контроля.

Формула изобретения

1. Устройство для стохастических исследований объекта, содержащее элементы

10 ИЛИ, делитель частоты, триггеры управления, генератор случайных чисел, выход которого подключен к информационным входам первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с входом блока памя15 ти, управляющий вход которого соединен с сдиничным выходом первого триггера управления, а через элемент задержки — с управляющим входом первого ключа, выхо ды блока памяти соединены с индикатором

20 и через соответствующие элементы И блока элементов И подключены к информационному входу третьего ключа, выход которого подключен к двоичному счетчику, а управляющий вход соединен с нулевым выхо25 дом первого триггера управления, счетный вход которого является первым входом устройства, управляющие входы блока элементов И соединены с выходами наборного поля, отличающееся тем, что, с целью

30 повышения точности работы, устройство содержит блок анализа состояния исследуемого объекта, блок имитации сигналов помехи, дешифратор, преобразователь напря жение — частота, датчик состояния исследуеЗ5 мого объекта, выход датчика через преобразователь напряжение — частота, делитель частоты соединен с первым входом блока анализа состояния исследуемого объекта, вход датчика состояния исслед емого объ40 скта соединен с первым выходом исследуемого объекта, второй выход котопого соединен с входом наборного поля, а входы исследуемого объекта подключены к выходам блока имитации сигналов помехи, входы

45 которого соединены с выходами дешифратора, а через первый элемент ИЛИ вЂ” с нулевым входом второго триггера управления, единичный вход которого соединен непосредственно с пепвым выходом, а через

50 втопой элемент ИЛИ вЂ” с втопым выходом и вторым входом блока анализа состояния исследуемого объекта, выход втопого триггера управления соединен с уппавляюгцим входом второго ключа, выход котопого сое55 динен с входами дешифратопа, при этом третий вход блока анализа состояния иссле дуемого объекта является вторым входом устпойства.

2. Устройство по и. 1, отл и ч а ющ ее с я

00 тем, что блок анализатора состояния исследуемого объекта содержит первый двоич ый счетчик, выход которого является втопым выходом блока, а вход является первым входом блока и через последователь65 но оепиненныс первый ключ, второй дво670939

10 управляющему входу второго двоичного счетчика, выход третьего двоичного счетчика является первым выходом блока.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 40185, кл. G 06F 11/02, 1971.

2. Авторское свидетельство № 45076, кл. G 06F 11/00, 1973.

Составитель Э. Сечина

А. Камышникова

Редактор И. Грузова

Корректоры: О. Данишева и Л. Брахнина

Заказ 1310/14 Изд. № 388 Тираж 779

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4(5

Подписное типография, пр. Сапунова, 2 ичный счетчик, второй ключ и преобразователь код — напряжение подключен к первому входу регистратора, второй вход которого является вторым входом блока, а третий вход является третьим входом блока и подключен непосредственно к управляющим входам первого и второго ключей блока и к входу третьего двоичного счетчи

«а блока, а через элемент задержки — к! ! !

I ! ! ! !

1 ! ! ! !