Библиографическое описание:

Карев М. Н., Данилов А. М. Аналитическое описание оценки оператором динамических характеристик объекта // Молодой ученый. — 2015. — №1. — С. 68-70.

Предлагается методика формализации как оценки оператором объекта управления в процессе нормального функционирования, так и имитационных характеристик тренажера с точки зрения формирования требуемого стиля управления.

Ключевые слова:сложные системы, тренажеры транспортных систем, декомпозиция, настройка параметров.

 

Основной задачей тренажеростроения является определение условий для формирования у оператора на обучающем комплексе стиля управления, близкого к управлению реальным объектом. Она сводится к оценке адекватности управления в двух системах «оператор — реальный объект» и «оператор — модель». Фактически задача равносильна идентификации двух эргатических систем: с реальным объектом и моделью объекта. Формализация задачи связана со значительными трудностями описания концептуальной модели управления объектом (например, посадка самолета по глиссаде; разные для конкретных операторов; формируются индивидуально).

Наибольшее распространение для оценки качества пилотажных характеристик получили десятибалльная шкала Купера-Харпера и связанные с ней кривые летных оценок (разрешающая способность равна половине балла). Известно, если формируемая концептуальная модель задается передаточной функцией вида

,

то модель объекта управления в составе тренажера должна иметь параметры, удовлетворяющие условию

;

,,;

индексы  и  относятся соответственно к идеальному и реальному объектам,  — весовые константы (выбираются на основе сравнения границ областей равных оценок, полученных экспериментально и на модели).Границы областей равных оценок объекта управления здесь определяются как линии уровня функционала качества

.

К сожалению, при указанной методике оценки, по существу, никак не учитываются параметры управляющих воздействий оператора и их связь с техническими характеристиками объекта. Поэтому была разработана методика оценки, учитывающая эту связь.

Обычно уравнение движения транспортной эргатической системы имеет вид:

,

где , — векторы выходных координат и управляющих воздействий соответственно, - матрицы размерности  и  соответственно. В простейшем случае:

;

а при учете запаздывания:

.

Влияние запаздывания определяется как разность ,  решения двух начальных задач:

,

;

,

 при .

При малых значениях  с точностью до величин порядка  справедливо:

 при ;

;

, .

При шаге  имеем:

;

, ;

, .

Откуда получим оценку

,

незначительно отличающуюся от предыдущей. Требования по величине запаздывания в различных модулях тренажера определяются полученными соотношениями. При этом управляющие воздействия по каждому из каналов управления (по данным нормальной эксплуатации) сосредоточены около одной характерной частоты, совпадающей с собственной частотой колебаний объекта. Асимптотическая устойчивость линейной стационарной эргатической системы

эквивалентна выполнению условий: ;  — собственные числа матрицы S. Длительность переходных процессов в системе определяется численным значением , а колебательные процессы в системе — , .

Таким образом, качество системы определится численными значениями функционала

,

 — весовые константы.

Оценка качества объекта управления может производиться по значению ; .

качество системы  — по значению ; качество целостной эргатической системы — по значению ; .

Разброс  значений  определит стиль управления оператора; при этом классность оператора оценивается значением .

Приведенный подход позволил формализовать, как оценку оператором объекта управления в процессе нормального функционирования, так и имитационных характеристик тренажера с точки зрения формирования требуемого стиля управления; эффективно использовался при настройке его технических параметров [1…6].

 

Литература:

 

1.                  Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М. Декомпозиция динамических систем в приложениях / Региональная архитектура и строительство. — № 3. — 2013. — С. 95–100.

2.                  Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М. Приближенные методы декомпозиции при настройке имитаторов динамических систем / Региональная архитектура и строительство. — 2013. — № 3. — С. 150–156.

3.                  Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А. Аналитическое определение имитационных характеристик тренажных и обучающих комплексов / Фундаментальные исследования. — 2014. — № 6–4. — С. 698–702.

4.                  Гарькина И. А., Данилов А. М., Петренко В. О. Проблема многокритериальности при управлении качеством сложных систем / Мир транспорта и технологических машин. — 2013. –№ 2 (41). — С. 123–129.

5.                  Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А. Транспортные эргатические системы: информационные модели и управление / Мир транспорта и технологических машин. — 2013. — № 1 (40). — С. 113–120.

6.                  Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М., Сухов Я. И. Некоторые подходы к анализу и синтезу сложных систем / Молодой ученый. — 2013. — № 10. — С. 105–107.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle