Тренажер оператора автоматизированных систем управления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<ц 98581 7

Союз COSQTCKlIX

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. спид-ву (51)M. Кл. (22) Заявлено 23; 07.81 (21) 3322341/18-24 с присоединением заявки №

G 09 В 9/00

9жударствепвй коиитет

СССР па делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30. 12. 82. Бюллетень № 48 ( (5З) УЙК 681 ° 3.071(088.8) Дата опубликования описания 04 . 01-. 83

Н.И. Кудряшов, А.A. Сляднев, А.Ю. Чижов и А (72). Авторы изобретения! (7l ) Заявитель (S4) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ

СИСТЕИ УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к тренажерам и может быть использовано для профессионального. отбора и оценки уровня подготовленности оператора.

Известен тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий блок сравнения, соединенный с пультом ответов и со счетчиком ошибок, блок управления, датчик случайных событий, коммутаторы, блоки памяти, генератор тактовых импульсов, второй счетчик и элемент И (1 3.

Недостатком тренажера является невысокая эффективность тренировки кратковременной памяти.

Наиболее близким к изобретению .является тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий пульт оператора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блкоа сравнения, третий и четвертый выходы которого подключены

Ф соответственно к первому и второму выходам блока ввода эталонов, а выход - к первому входу блока регистрации, второй вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого подключен к первому выходу блока ввода эталонов, а второй - к первому выходу триггера Шмитта, второй выход которого соединен с ахово дом блока ввода эталонов, а вход через элемент ИЛИ - к выходам пульта оператора, при этом выход элемента

ИЛИ также подключен через. делитель

:импульсов к третьему входу блока ре>5 гистрации Г2 ).

Однако данный тренажер не позволяет исседовать устойчивость мыслительных процессов оператора в условиях. действия экстремальных отвлекающих

za факторов .

Цель. изобретения - расширение дидактических возможностей тренажера с повышением эффективности тренаже817,переключатель 15, кольцевой сдвигающий регистр 16 и многопозиционный переключатель 17.

Блок 5 содержит генератор 1 8 слу5 чайной последовательности импульсов, генератор 19 тактовых импульсов, триггер 20, элементы И 21 и 22, инвертор 23 и двухпозиционный переключатель 24.

Блок 9 регистрации имеет узел 25 индикации, счетчик 26 ошибок, счетчик 27 циклов, счетчик 28 временных меток, счетчик 29 числа предъявлений. и раэдражатель 30. !

Тренажер работает следующим образом.

После включения тренажера экспериментатор с помощью многопозицион о ного переключателя 17 устанавливает длину алгоритма предъявления стимулов. Например, если каждый цикл алгоритма содержит три члена, то переключатель 17 устанавливается в такое положение, при котором выход третьего триггера кольцевого сдвигающего регистра 16 подключится к

Д-входу первого триггера. Затем пере. ключатель 14 переводится в положение 11 "Установка 0", при котором

Р-входы всех триггеров регистра 16 подключаются к генератору 13 одиночных импульосв и нажимается кнопка "Установка" (не показана). При этом все триггеры кольцевого сдвигающего регистра 16 импульсом с генера гора 13 одиночных импульсов устанавливаются в нулевое состояние. Переключатель 14 переводится в положение 1 "Алгоритм", и с помощью переключателя 15 набирается алгоритм.

Например, если алгоритм имеет вид

101, то включается первая и третья позиции переключателя t 5, а вторая позиция остается в выключенном сос45 тоянии. Вновь нажимается кнопка

"Установка", и в кольцевой сдвигающий регистр 16 записывается выбранный алгоритм. Состояние переключателя 15 испытуемый не видит. Затем

3 985 ра за счет дополнительной тренировки мыслительных процессов в условиях действия экстремальных отвлекающих факторов.

Укаэанная цель достигается тем, что в известный тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий последовательно включенные блок ввода эталонов, блок сравнения и блок регистрации, последовательно соединенные пульт оператора, элемент ИЛИ, триггер Шмитта и ключ, второй вход которого подключен к выходу блока ввода эталонов, а выход - к второму входу блока рег истрации, и делитель частоты, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации, а вход - с выходом элемента ИЛИ, второй вход блока сравнения подключен к первому выходу пульта оператора, второй выход триггера Шмитта соединен с входом блока ввода эталонов, в него введены генератор случайной последовательности импульсов, генератор

/ тактовых импульсов и песледоватепьно соединенные переключатель, инвертор, первый элемент И, статический триггер и второй элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый вход первого элемента И соединен с вторым выходом переключателя, а второй вход - с выходом генератора случайной последовательности импульсов, выход первого и второго элементов И соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока регистрации, второй вход статического триггера и вход переключателя подключены соответственно к второму выходу пульта оператора и первому выходу триггера Шмитта.

На чертеже представлена структурная схема тренажера, содержащего пульт 1 оператора, блок 2 ввода эталонов,блок 3 сравнения, триггер 4

Шмитта, блок 5 контроля экстремальных реакций, элемент ИЛИ 6, делитель. 7 частоты, ключ 8 и блок 9 регистрации.

Пульт 1 оператора имеет формирователь 10 одиночных импульсов нулей, формирователь 11 одиночных импульсов единиц и генератор 12 одиночных импульсов.

Блок 2 ввода эталонов содержит генератор 13 одиночных импульсов,, двухпоэиционный переключатель 14, экспериментатор с помощью двухпозиционного переключателя 24 выбирает момент действия раздражителя 30 (звук или свет) на испытуемого. Если в соответствии с программой испытаний раздражатель действует в момент принятия решения (нажатия на кнопку), то экспериментатор устанавливает переключатель 24 в положение I, при

5 98581 о

25 ю

35 шет единицу в счетчик 29числа Йредьяв- 5

Использование изобретения в устройствах для тренировки операторов позволяет получить более достоверные оценки уровня их подготовленности и испольэовать устойчивость процессов внутренней саморегуляции в условиях действия экстренных отвлекающих факторов, т.е. позволяет оце- 1 котором выход триггера 4 Шмитта соединяется с элементом И 21 непосредственно;.если раздражитель действует в момент обдумывания решения, то переключатель 24 устанавливается в положение II, при котором выход триггера 4 Шмитта соединяется с элементом И 22 через инвертор 23. После этого экспериментатор подключает генератор 18 (не показан) к элементу И 21 и разрешает работу с тренажером испытуемому.

Допустим, переключатель 24 находится в положении 1. Испытуемый произвольно нажимает на кнопку "0" или

"1" (не показаны) . Допустим, он нажал кнопку "Ноль". В этом случае формирователь 10 выдаст одиночный им- ., пульс, который поступит на вход блока 3 сравнения, а через элемент ИЛИ

6 — на вход триггера 4 Шмитта и делитиля 7, коэффициент деления которого равен длине алгоритма и устанавливается экспериментатором заранее.

Так как в момент нажатия кнопки с выхода первого триггера кольцевого сдвигающего регистра 16 в блок4 3 сравнения снималась единица, то сигнал с его выхода запишет единицу в счетчик 26 ошибок. Выход регистра 16 соединен также с входом ключа 8, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода триггера 4 Шмитта.

На время поступления этого сигнала ключ 8 подключит к выходу регистра

16 узел 25 индикации, нв индикаторе (не показан) которого высветится состояние выхода. Одновременно импульс с выхода триггера 4 Шмитта поступает на вход элемента И 21.

Если в этот момент с генератора 18 снимается единица, то с выхода элемента И 21 снимается сигнал, который включает раздражитель 30, запилений и переведет триггер 20 в единичное состояние. При этом на второй вход элемента И. 22 с выхода триггера

20 поступает единица и счетчик 28 начинает подсчитывать импульсы, поступающие на его вход с генератора

19, т.е. определяется время реакции испытуемого на раздражитель.

Возвращение триггера 4 Шмитта в исходное состояние отсоединяет узел

25 индикации и снимает единицу с входа элемента И 21, а сигнал с его инверсного выхода, поступая на С-вход кольцевого сдвигающего регистра 16

7 6 сдвигает его содержимое вправо на один разряд, т.е. в регистре записывается информация вида 110.

Испытуемый визуально фиксирует первый член (в данном случае это единица) алгоритма экспериментатора и убеждается, что его алгоритм (а он выбрал в качестве первого члена О) не совпадает. Одновременно на него действует раздражитель 30, на который необходимо отреагировать, поэтому испытуемый нажимает кнопку "Реакция" (не показана) и сигнал с генератора 12 устанавливает триггер 20 в нулевое состояние, генератор 19 отключается от счетчика 28, подсчет времени реакции прекращается.

Далее испытуемый снова нажимает по своему усмотрению одну из кнопок

"Ноль" или "Единица". Работа всех блоков и элементов тренажера при этом осуществляется аналогично вышеописанному.

Сравнивая поступающие члены алгоритма, испытуемый добивается полного их совпадения при минимальном времени реакции на случайно возникающий раздражитель. Число предъявленных испытуемому алгоритмов фиксируется счетчиком 27.

Если раздражитель воздействует на испытуемого ао время обдумывания решения, то переключатель 24 устанавливается в положение II. При этом во время всего цикла выбора решения на втором входе элемента И 21 присутствует единица и сигнал с генератора!

18 поступает на вход раздражителя

30, счетчика 29 и триггера 20.

После определения алгоритма испытуемым экспериментатор переходит к исследованию нового алгоритма предъявления оптимумов,: постепенно усложняя его.

Экспериментатор, анализируя информацию со счетчиков 26-29, опре; деляет характеристики испытуемого с среднее время реакции на раздражи" тель в различные моменты его деятельности, ч85817 нить возможность поведения испытуемого во время принятия решения при неблагоприятных условиях внешней обстановки, посредством исследования функций концентрации, переключения и распределения внимания, С помощью базового объекта, в качестве которого взят прототип, можно объективно измерить и оценить индивидуальные различия операторов в саморегуляции и активности, Однако условия исследования предполагают работу оператора в удобном для него режиме, без ограничения времени и действия каких-либо отвлекающих внеш- 15 них факторов. Это обстоятельство не позволяет оценить устойчивость про-цессов саморегуляции и активности к действию отвлекающих внешних факторов, что в целом снижает эффектив- 20 ность применения базового объекта.

Предлагаемое техническое решение приближает условия исследований к условиям деятельности операторов и по- 25 зволит объективно оценить не только индивидуальные различия операторов в саморегуляции и активности, но и их устойчивость к действию внешних отвлекающих факторов. Применение опыт ного образца показало возможность измерения как скорости протекания отдельного прогностического цикла, так и вычисления средних значений и коэффициентов вариативности ряда параметров саморегуляции прогностической деятельности в зависимости от характеристик действия отвлекающих факторов. При этом указанные параметры могли изменяться на 20-304„40 причем эти изменения были строго индивидуальны для каждого оператора.

Благодаря возможности получения оценки. устойчивости процессов саморегуляции и активности к действию внешних4 отвлекающих факторов, повышается эффективность применения предлагаемого технического решения по сравнению с базовым объектом. Оказывается воз.можным повысить качество профессиональной подготовки, а также дополнительно измерять ряд параметров, характеризующих функциональное состояние оператбра, в частности анализ изменения времени реакции на cbeтовой раздражитель в ходе исследования позволяет оценить утомляемость оператора. В целом это способствует повышению эффективности системы

"человек-машина" и позволяет более качественно вырабатывать рекомендации по рациональной организации деятельности оператора. Предлагаемое техническое решение может быть эффек- тивно применено также в адаптивных системах обучения, что позволит снизить затраты на обучение при одновременном повышении его качества..

J формула изобретения

Тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий последовательно включенные блок ввода эталонов, блок сравнения и блок регистрации, последовательно соединенные пульт оператора, элемент ИЛИ, триггер Шмитта и ключ, второй вход которого подключен к выходу блока ввода эталонов, а выход — к второму входу блока регистрации, и делитель частоты, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации, а вход — с выходом элемента ИЛИ, второй вход блока сравнения подключен к первому выходу пульта оператора, второй выход триггера Шмитта соединен с входом блока ввода эталонов, а отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможноЧтей тренажера, в него введены генератор случайной последовательности импульсов, генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные переключатель, инвертор, первый элемент И, статический триггер и второй элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый вход первого элемента И соединен с вторым выходом переключателя, а второй вход -. с выходом генератора случайной последовательности импульсов, выходы Iiepвого и второго элементов И соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока регистрации, второй вход статического триггера и вход переключателя подключены соответственно к второму выходу пульта оператора и первому выходу триггера

Шмитта.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2813925/18-24, кл. G 09 B 9/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2927519/18-24, кл. G,09 В 9/00, 1980 (прототип).

985817

Составитель А. Карлов

«ейактор А. Ворович Техреду И. Надь Корректор Н- Буряк аказ 10169/70 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

flO e 3 6 eTeH H OTICpblTHH

«1ДОЯ H0GKBa R)g Раушская наб д«. 4Д

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,