Имитационные характеристики тренажеров: оценка стиля управления оператора | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (84) февраль-2 2015 г.

Дата публикации: 10.02.2015

Статья просмотрена: 44 раза

Библиографическое описание:

Дулатов Р. Л., Гарькина И. А. Имитационные характеристики тренажеров: оценка стиля управления оператора // Молодой ученый. — 2015. — №4. — С. 164-166. — URL https://moluch.ru/archive/84/15637/ (дата обращения: 24.06.2018).

Предложены критерии оценки стиля управления объектом оператора транспортной эргатической системы. Установлена связь между критериями и техническими характеристиками объекта.

Ключевые слова: эргатические системы, подготовка операторов, стиль управления, имитационные характеристики.

 

Качество тренажеров для подготовки операторов оценивается по их имитационным характеристикам, которые определяются на основе оценки стиля управления оператора реальным объектом и в условиях модели. Чем они меньше отличаются друг от друга, тем более качественным считается тренажер. Выбор параметров для оценки, как правило, является субъективным. Он определяется индивидуальными предпочтениями эксперта, исходя из личного опыта управления объектом и его комфортности. При любом выборе используемые для оценки параметры должны иметь ясно выраженный физический смысл. Известно, комфортность управления во многом определяется собственной частотой колебаний объекта и коэффициентом демпфирования; предпочтение отдается объектам с собственной частотой колебаний в пределах 0,7–0,9 Гц и безразмерным коэффициентом  затухания 0,5–0,7. Управление при больших частотах затрудняется инерционностью оператора, а при малых частотах — недостаточной реакцией. Стиль управления, естественно, зависит от приспособления оператора к параметрам объекта (организмический принцип: оператор достраивает свои параметры в соответствии с параметрами объекта). Из этого следует, возможность и целесообразность использования спектрального состава управляющих воздействий оператора для оценки стиля управления, а в конечном итоге — имитационных характеристик тренажера. В качестве таких показателей могут быть:

-          значения доминирующих в энергетическом спектре частот ,

-          дисперсии , приходящиеся на участки частот, близлежащих к доминирующим,

-          вероятности  попаданий частот  в управляющих воздействиях на эти участки,

-          амплитуда  и длительность  отдельного импульса управляющего воздействия.

В качестве частных критериев при оценке качества тренажеров для подготовки операторов эргатической системы, описываемой в виде:

,

были выбраны функционалы вида:

,

,

,

,

;

здесь ,  фактически рассматривается как коэффициент усиления. Действительно, рассмотрим систему вида

Сведем ее к виду

,

;

;

.

Коэффициент , по существу, есть коэффициент усиления, зависящий как от конструктивных особенностей системы, так и от оператора. В силу организмического принципа изменить  не просто, так как изменение  оператор старается компенсировать изменением .

Определение параметров модели осуществлялось решением методом Гаусса систем линейных уравнений, соответствующих матричным уравнениям

,

,

;

.

Были получены следующие зависимости:

,

,

,

,

.

Для кодированных значений имеем:

,

,

,

,

;

.

Полученными соотношениями фактически определяется связь технических характеристик объекта с параметрами стиля управления.

По полученным частным критериям далее проводилась многокритериальная оптимизация [1,2]. В качестве обобщенного критерия использовался глобальный аддитивный критерий

.

Весовые константы определялись для каждого из этапов функционирования системы на основе анализа статистических зависимостей между  и частными критериями . Приведенная методика прошла положительную апробацию при разработке тренажеров ряда мобильных систем [3…6].

 

Литература:

 

1.                  Данилов А. М., Гарькина И. А. Интерполяция, аппроксимация, оптимизация: анализ и синтез сложных систем: монография. — Пенза: ПГУАС. –2014. — 168 с.

2.                  Данилов А. М., Гарькина И. А. Теория вероятностей и математическая статистика с инженерными приложениями: учебное пособие. — Пенза: ПГУАС. — 2010. — 228 с.

3.                  Родионов Ю. В., Ветохин А. С. Динамический автотренажер / Мир транспорта и технологических машин. — 2011. — № 4. –С.90–93.

4.                  Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А.Тренажеры и имитаторы транспортных систем: выбор параметров вычислений, оценка качества / Мир транспорта и технологических машин. — 2013. — № 3 (42). — С. 115–120.

5.                  Будылина Е. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А., Лапшин Э. В. Тренажеры по подготовке операторов эргатических систем: состояние и перспективы /

6.                  Современные проблемы науки и образования. –2014. — № 4. — С. 154.

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

Основные термины (генерируются автоматически): подготовка операторов, коэффициент усиления, собственная частота колебаний, стиль управления.


Ключевые слова

эргатические системы, подготовка операторов, стиль управления, имитационные характеристики.

Похожие статьи

Исследование колебаний распределенных систем | Статья...

В работе исследуются колебания распределенных систем. Доказано необходимое условие замены сил инерции в однородной балке статической нагрузкой. Методом Рэлея определена собственная частота поперечных колебаний балки.

Оценка психофизиологической напряженности оператора по...

Стиль управления по каждому из каналов определяется параметрами внутренней структуры случайных функций.

Они существенно зависят от собственных частот колебаний и безразмерных коэффициентов демпфирования (собственных чисел матрицы ).

Интеллектуализация как основа повышения роли тепловых...

Вертикальная структура управления технологическим процессом и горизонтальная структура

Частота является одним из основных показателей качества электрической энергии.

– чувствительность к колебаниям нагрузки; – не используется в маневренных режимах из-за...

Формирование критериев динамического подобия модели...

Предлагаются методы оценки имитационных характеристик тренажера, исходя из стиля управления оператора реальным объектом и

(для высокоскоростных объектов существенно отличается от нуля; качество объекта зависит от собственной частоты колебаний).

Определение параметров привода с упругими связями

- определение собственных частот колебаний конструктивных элементов объекта на основе

Влияние конструктивных элементов на точность управления, особенно по скорости, требует значительных

- соответственно коэффициент усиления и постоянная времени усилителя

Статистический анализ глобального критерия | Статья в журнале...

Для оператора, адаптированного к собственной частоте колебаний объекта управления

В этом случае исходили от зависимости структуры и параметров управляющих воздействий от собственных колебаний объекта и безразмерных коэффициентов демпфирования .

Применение генератора колебаний с хаотической несущей...

Причинами появления хаоса в системах являются не шумы и внешние факторы, а собственная динамика нелинейной системы, поэтому

Информационный сигнал в передатчике модулирует эти колебания по амплитуде, частоте или фазе, а в приемнике информация демодулируется.

Параметры распределения управляющих воздействий оператора...

Известно, психофизиологическая напряженность человека-оператора связана с параметрами объекта управления, прежде всего, собственными частотами колебаний и коэффициентами демпфирования по каждому из каналов управления.

Результаты исследования характеристик амортизаторов из...

Коэффициент потерь, К

Для сравнения собственная частота колебаний амортизатора АСК-500 равна 9,2 Гц. Отсюда следует вывод, что амортизаторы с переменной шириной упругих элементов являются эффективными средствами виброизоляции.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Исследование колебаний распределенных систем | Статья...

В работе исследуются колебания распределенных систем. Доказано необходимое условие замены сил инерции в однородной балке статической нагрузкой. Методом Рэлея определена собственная частота поперечных колебаний балки.

Оценка психофизиологической напряженности оператора по...

Стиль управления по каждому из каналов определяется параметрами внутренней структуры случайных функций.

Они существенно зависят от собственных частот колебаний и безразмерных коэффициентов демпфирования (собственных чисел матрицы ).

Интеллектуализация как основа повышения роли тепловых...

Вертикальная структура управления технологическим процессом и горизонтальная структура

Частота является одним из основных показателей качества электрической энергии.

– чувствительность к колебаниям нагрузки; – не используется в маневренных режимах из-за...

Формирование критериев динамического подобия модели...

Предлагаются методы оценки имитационных характеристик тренажера, исходя из стиля управления оператора реальным объектом и

(для высокоскоростных объектов существенно отличается от нуля; качество объекта зависит от собственной частоты колебаний).

Определение параметров привода с упругими связями

- определение собственных частот колебаний конструктивных элементов объекта на основе

Влияние конструктивных элементов на точность управления, особенно по скорости, требует значительных

- соответственно коэффициент усиления и постоянная времени усилителя

Статистический анализ глобального критерия | Статья в журнале...

Для оператора, адаптированного к собственной частоте колебаний объекта управления

В этом случае исходили от зависимости структуры и параметров управляющих воздействий от собственных колебаний объекта и безразмерных коэффициентов демпфирования .

Применение генератора колебаний с хаотической несущей...

Причинами появления хаоса в системах являются не шумы и внешние факторы, а собственная динамика нелинейной системы, поэтому

Информационный сигнал в передатчике модулирует эти колебания по амплитуде, частоте или фазе, а в приемнике информация демодулируется.

Параметры распределения управляющих воздействий оператора...

Известно, психофизиологическая напряженность человека-оператора связана с параметрами объекта управления, прежде всего, собственными частотами колебаний и коэффициентами демпфирования по каждому из каналов управления.

Результаты исследования характеристик амортизаторов из...

Коэффициент потерь, К

Для сравнения собственная частота колебаний амортизатора АСК-500 равна 9,2 Гц. Отсюда следует вывод, что амортизаторы с переменной шириной упругих элементов являются эффективными средствами виброизоляции.

Задать вопрос