Аналитическое описание оценки оператором динамических характеристик объекта | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №1 (81) январь-1 2015 г.

Дата публикации: 27.12.2014

Статья просмотрена: 15 раз

Библиографическое описание:

Карев М. Н., Данилов А. М. Аналитическое описание оценки оператором динамических характеристик объекта // Молодой ученый. — 2015. — №1. — С. 68-70. — URL https://moluch.ru/archive/81/14675/ (дата обращения: 25.05.2018).

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.

Основные термины (генерируются автоматически): система, зрение формирования, имитационная характеристика тренажера, качество системы, нормальное функционирование, оценка качества, оценка оператором, требуемый стиль управления, управление.


Ключевые слова

сложные системы, тренажеры транспортных систем, декомпозиция, настройка параметров.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос