Устройство для контроля работоспособности оператора

 

Союз Советскмк

Социалмстмческмя

Респубпмк

«»711362 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22} Заявлено 201277 (21) 2553441/18-10 с присоединением заявки Мо (51)М. Кл,2

G 01 D 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 681 ° 178.9 (088. 8) Опубликоваи6 25.0130. Бюллетень N 3

Дата опубликования описания 250180 (72) Автор изобретения

B.Ã. Волков

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии AH СССР (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЧТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ОПЕРАТОРА

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к устройствам, предназначенным для контроля работоспособности оператора и регистрации величины текущей ошибки для

5 последующего анализа на ЭВМ основных параметров его деятельности.

Устройство может быть использовано для профессионального отбора, обу-1О чения и оперативного контроля за деятельностью операторов в замкнутых системах полуавтоматического управления. Устройство может быть также . использовано при исследованиях динамики психофизиологических параметров оператора при воздействии на него различных факторов и помех.

Известно устройство, в котором использованы тесты на преследующее слежение с выведением оценки качества по величине ошибки рассогласования, содержащее блок управления визиром оператора, блок визуальной индикации, блок задания программы движения метки, блок вычисления ошибки слежения и блок магнитнОй регистрации (1), однако оно представляет собой сложный стационарный комплекс, который жестко связан с

ЭВМ и не может быть использован в 30 производственных условиях. Недостатком этого устройства является также отсутствие системы автоматического установления оптимальных параметров теста, что приводит к необходимости ручного регулирования в процессе теста и при изменении условий проведения эксперимента.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст-. ройство для контроля работоспособности оператора, содержащее блок визуальной индикации, к входам которого подключены выходы блока задания траектории метки и блока управления визиром оператора, которые также связаны через блок вычисления ошибки слежения с регистратором ошибок 12). Однако блок задания траектории у этого устройства слишком сложен в схемном отношении и, кроме того, оно обладает недостаточным количеством выходных регистрируемых параметров.

Целью изобретения является расширенче функциональных возможностей устройства, повышение объективности контроля и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два генератора

711362 линейно изменяющегося напряжения, «оммутатор, нуль-орган и две цепи, каждая иэ которых состоит из последовательно соединенных блока памяти и инерционного звена, при этом нульорган включен между выходом блока вычисления ошибки слежения за ь еткой и управляющим входом коммутатора, выходы которбго соответственно соединены с генераторами и входами блоков памяти, а выходы инерционных звеньев являются выходами блока задания траектории метки.

На чертеже представлена структурио-. функциональная схема предложенного устройства, где блок индикации содержит электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 1 визуальной индикации, коммутаторы 2 и 3 каналов, усилители

4 и 5 отклоняющей системы ЭЛТ, управляющий коммутаторами триггер 6 и запускающий его,генератор 7 импульсов. В блоке задания траектории метки содержатся конденсаторы емкостной памяти 8 и 9 и согласующие усилители 10 и 11 блока памяти.

Управление визиром оператора осуществляется потенциометрами 12 и 13.

Ошибки рассогласования выделяются н схемах вычитания 14 и 15 блока нычисления ошибки слежения, который также содержит модуляторы 16 и 17, генератор импульсов 18, линейный сумматор 19, резонансный усилитель

20, аналогоцифровой преобразователь

21 и магнитный регистратор 22.

Аналоговый сигнал ошибки с усилителя

20 поступает также на нуль-орган 23, на ныходе которого включен коммутатор 24, подсоединяющий генераторы линейно изменяющегося напряжения 25 и 26 к емкостям блока памяти

8 и 9. Сигналы с согласующих усилителей 10 и 11 поступают к схемам вычитания 14 и 15 через инерционные звенья 27 и 28, а сигналы с потенциометров ручки оператора через инерционные звенья 29 и 30. Последним узлом схемы является счетчик у

Устройство работает следующим образом.

На экране ЭЛТ высвечиваются две тцчки". преследуемая метка и визир, управляеьый.оператором.

Координаты этих точек определяются амплитудой прямоугольных импульсов, поступающих поочередно с выходов канальных коммутаторов (2,3) на входы соответствующих усилителей (4,5) отклоняющей системы ЭЛТ. Коммутаторы управляются сигналами с выходов триггера 6, который запускается короткими импульсами с генератора 7.

Эти же импульсы гасят луч ЭЛТ при переключении каналов. На нходы блоков вычисления ошибки рассогласования и визуального индикатора поступают напряжения, определяющие координаты метки Ехн и Ецм и напряжения, определяющие координаты визира оператора ЕхЬ и Е р с потенциометров 12 и 13 ручки управления визиром. Ошибки слежения, представленные напряжениями рассогласования по обоим координатам (т.е. >Ех и

ЬЕ ) выделяются в узлах схем вычИтания 14 и 15 и далее в модуляторах

16, 17, превращаются в последовательность прямоугольных импульсов, частота повторения которых выбирается порядка нескольких килогерц. Для получения геометрической суммя и вычисления модуля вектора рассогласования, на модуляторы подаются импульсы несущей частоты с генератора 18, 15 выходы которого имеют постоянный сдвиг фазы в 90 . Модулированные о по закону изменения лХ и ьХ импульсы суммируются в линейном сумматоре

19, после чего из полученного стуЩ пенчатого сигнала резонансным усилителем 20 выделяется первая гармоника. Этот сигнал, имеющий амплитуду, пропорциональную модулю вектора рассогласования, выпрямляется и подается на аналоговый выход для РегистРации. Блок предварительной обработки результатов тес а включает н себя также простой аналогоцифровой преобразователь 21, превращающий униполярное, медленно изменяющееся напряжение в последовательность стандартных импульсов, которые могут непосредственно вводится в ЭВМ или регистрироваться при помощи магнитофона дл я по следующе и о бра бот ки и а нали э а

22.

I

Когда оператор (при помощи рукоятки управления) совместит визиР с меткой и сигнал ошибки рассогласования на выходе усилителя 20 станет равным нулю, срабатывает нуль-орган

23, на выходе которого включено .релекоммутатор 24. Это. реле подключает на короткое время конденсаторы ем-костной памяти 8, 9 к выходам двух несинхрониэированных генераторов линейного пилообразного напряжения 25, 26, и они фиксируют мгновенное значение напряжений, определяющих новые (случайные) координаты метки на экране ЭЛТ. Таким образом, как только цель будет накрыта она появляется н новой; случайно выбранной точке. Линейно ломанная случайная траектория метки обеспечивается теМ, что даже небольшие вариации времени ин тервалов между совмещениями метки и виэи ра оказываются во много раз больше периодон пилообразного сигнала генераторов. Время, необходимое метке для перехода в новое положение, может быть практически равным нулю, но может и иметь конечное, заранее выбранное значение.

Определяется нремя перехода величиной постоячной времени инерционных звеньев,пкл:эченных попарно для координат

711362

Тираж 80 1 Подпи сн ое

ЦНИИПИ Заказ 8995/26

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 метки 27, 28 и для координат визира 29, 30. Постоянная времени звеньев выбирается для каждой пары одинаковой. Для звеньев 27, 28 это обеспечивает прямолинейную траекторию метки к месту нового стационарного положения. Движение ее, в этом-случае, будет экспоненциально замедляющимся, имитирующим движение с трением.

Такая программа позволяет оператору следить эа движущейся меткой и перехватывать ее ранее достижения конечного пункта, определяемого напряжениями, фиксированными емкостной памятью. Включение инерционных звеньев в цепи управления визиром имитирует суммарную инерционность органов управления и инерционность движения большой массы самоro управляемого объекта -. Эта программа окаэыва тся очень важной при исследованиях функции прогнозирования опе-. ратора.

Первым и наиболее интегративным показателем уровня работоспособности оператора является число совмещений визира и метки, выполненных им за время отведенное тесту и зарегистрированное показаниями счетчика 31. другим информативным параметром является разброс времени интервалов между совмещениями, и, наконец, при скоростях метки, соответствующих величинам постоянной времени инерционных цепей 27, 28 порядка 1 с. и более, большое значение приобретает сам характер слежения. Обработка данных, получаемых на выходах устройства, позволяет получить величины математического ожидания и дисперсии ошибки рассогласования, а также выделить частотный фактор, характеризующий число корректирующих движений оператора.

Формула изобретения устройство для контроля работоспособности оператора, содержащее блок визуальной индикации, к входам которого подключены выходы блока задания траектории метки и блока управления визиром оператора, которые также связаны через блок

10 вычисления ошибки слежения эа меткой с регистратором ошибок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения объективности контроля и упрощения устройства, в него введены два генератора линейно.изменяющегося напряжения, коммутатор нуль-орган и две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных блока памяти и инерционного звена, при этом нульорган включен между выходом блока вычисления ошибки слежения за меткой и управляющим входом коммутатора 2, выходы которого соответственно соединены с генераторами линейно изменяющегося напряжения и входами блоков памяти, а выходы инерционных звеньев являются выходами блока задания траектории метки °

30 Источни ки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шапков Ю.Т., Романов С.П.

Установка для исследования следящих движений человека.-Сб. Проблемы

35 биологической кибернетики . Л., Наука, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 435455, кл. G 01 0 3/00, . 1972 (прототип).