Определение обобщенной частотной характеристики эргатической системы по данным нормальной эксплуатации | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №6 (86) март-2 2015 г.

Дата публикации: 11.03.2015

Статья просмотрена: 14 раз

Библиографическое описание:

Давыдов А. С., Данилов А. М. Определение обобщенной частотной характеристики эргатической системы по данным нормальной эксплуатации // Молодой ученый. — 2015. — №6. — С. 143-146. — URL https://moluch.ru/archive/86/16257/ (дата обращения: 18.08.2018).

Производится определение обобщенных характеристик целостной эргатической системы, как некоторой разомкнутой системы (определение передаточных функций человека-оператора и объекта в отдельности практически невозможно в связи с действием организмического принципа). Приводятся методики определения оперативной концептуальной модели, идеальной концептуальной модели, обобщенной частотной характеристики, а также алгоритмы определения необходимых для этого параметров.

Ключевые слова:эргатические системы, эквивалентные характеристики, обобщенная характеристика, методы определения, вычислительные алгоритмы.

 

В основе приведенной методики лежит использование трендов входных и выходных процессов. Обобщенная характеристика определяется как характеристика некоторой эквивалентной разомкнутой системы со входом  и выходом  (рис.1).

Рис.1

 

Укажем основные вычислительные алгоритмы, необходимые для определения обобщенной характеристики эргатической системы. Отметим, в связи с действием в эргатических системах организмического принципа, определение параметров оператора и объекта по отдельности принципиально невозможно.

Ограничимся рассмотрением параметров короткопериодической составляющей продольного движения. В качестве  примем один из сигналов . При определении перекрестных связей между каналами пространственного движения в качестве  принимались и некоторые другие фазовые координаты, их скорости или ускорения. В качестве входных процессов при предварительных исследованиях ограничивались

.

Справедливо:

, ,

,

.

Эффективное подавление случайных ошибок при оценивании частотных характеристик переходных процессов (рассматриваются тренды) достигается осреднением по ансамблю оценок, вычисленных по ансамблю независимых реализаций входных и выходных переходных процессов.

При всей кажущейся простоте использованных на практике алгоритмов получение указанных характеристик не столь тривиально. Требуется опыт и инженерная интуиция. Получение результатов, как правило, связано с широким использованием итеративных методов.

Рассмотрим алгоритмы определения основных характеристик, используемых при определении обобщенной характеристики. Прежде всего, введем понятие управляющих воздействий оператора, а именно, под управляющим движением оператора будем понимать:

.

Управляющие движения оператора определяются спектральным составом и распределением вероятностей частот . Справедливо:

(определяет плотность вероятности [1] случайной величины  в процессе :

).

Здесь  — -я реализация управляющих движений, — интервал реализации. При этом  представляет собой дисперсию, приходящуюся на участок частот , прилежащий к точке  ( определяет среднюю амплитуду гармоник с частотой  в управляющих движениях).

Отметим, что в силу методических и вычислительных погрешностей  не будет равняться единице. Поэтому возникает необходимость нормировки, полагая

.

Величина  выражает вероятность попадания в интервал  Откуда

.

Определение  и  включает:

-          задание ;

-          вычисление ;

-          вычисление ;

-          вычисление ;

-          вычисление .

Далее. Концептуальная модель определяется центральной нервной системой. В качестве оперативной концептуальной модели можно принять:

;

в интервале длиной  с центром в точке  математическое ожидание  приблизительно должны быть линейным (более строго требуется также малость среднего значения корреляционной функции  в квадрате с центром в точке  и стороной ).

Исходя из этого, получим алгоритм определения идеальной концептуальной модели:

или

(усреднение случайной функции  как по времени, так и по ансамблю  реализаций).

Одним из возможных способов определения  по нескольким реализациям является одновременное сглаживание всех реализаций. При применении этого способа все реализации случайной функции строятся на одном графике (при правильно выбранном масштабе эти реализации образуют отчетливую полосу). Средняя линия этой полосы (грубо определяется на газ) и даст оценку математического ожидания . Способ глазомерного сглаживания обладает большой простотой, но является субъективным. Предыдущий метод лишен этого недостатка.

Предложенные алгоритмы прошли многостороннюю апробацию при разработке тренажеров для подготовки операторов эргатических систем различного назначения [2…8].

 

Литература:

 

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

2.         Данилов А. М., Лапшин Э. В., Гарькина И. А., Трусов В. А. Информационно-вычислительные системы авиационных тренажеров модульной архитектуры с распараллеливанием вычислительных процессов / Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. — 2010. — № 1. — С. 379–383.

3.         Еремкин А. И., Прошин А. П., Данилов А. М., Гарькина И. А. Системные проблемы и моделирование при разработке сложных систем / Надежность. — 2006. — № 1. — С. 3.

4.         Петренко В. О., Данилов А. М. Управление в пространстве: идентификация управляющих воздействий / Современные научные исследования и инновации. — 2014. — № 12–1 (44). — С. 146–149.

5.         Антонова Е. А., Будылина Е. А., Гарькина И. А. Автономные исследования сепаратных подсистем при синтезе структурированных систем / Новый университет. Серия: Технические науки. — 2014. — № 2 (24). — С. 38–40.

6.         Сухов Я. И., Гарькина И. А. Определение характеристик эргатической системы по данным нормального функционирования / Современные научные исследования и инновации. — 2014. — № 11–1 (43). — С. 107–111.

7.         Гарькина И. А., Таишева А. Р.Влияние коэффициента усиления на области равных оценок оператором технических характеристик объекта / Гарькина И. А., Таишева А. Р. Вестник магистратуры. — 2014. — № 4–1 (31). — С. 28–31.

8.         Хнаев О. А., Гарькина И. А. Приближение многомерных функций обобщенными многочленами / Вестник магистратуры. — 2014. — № 2 (29). — С. 41–44.

Основные термины (генерируются автоматически): обобщенная характеристика, идеальная концептуальная модель, математическое ожидание, оперативная концептуальная модель, случайная функция, управляющее движение оператора, алгоритм, процесс, реализация, система.


Ключевые слова

эргатические системы, эквивалентные характеристики, обобщенная характеристика, методы определения, вычислительные алгоритмы.

Похожие статьи

Методы моделирования случайных процессов

Метод скользящего суммирования для моделирования случайных процессов. Алгоритм (2) позволяет воспроизводить на ЭВМ

Кроме того, при реализации будут асимптотически эргодическими по отношению к математическому ожиданию и корреляционной функции.

Построение стохастической модели планирования основного...

где - математическое ожидание случайной величины bi

планирование, математическая модель, производственный процесс, неполноты информации, стохастическое

Построение концептуальной модели сингулярного эстиматора мгновенной частоты основного тона речи.

Применение функционально-технологической концепции...

Математическое моделирование — это процесс построения и изучения математических моделей [3].

− в разработке моделей системы и синтезе алгоритмов управления. Трудность решения задачи моделирования, управления в ЧС, связанной с наводнениями...

Параметры структуры управления в эргатической системе

К настоящему времени уже накоплен значительный экспериментальный материал, позволяющий определить структуру управляющих движений в эргатической системе; выявить процесс приспособления оператора к специфике управления имитационной моделью объекта [1…3].

Основные принципы проектирования сложных технических систем...

Не случайно К. Гельвеций отмечал: «Знание некоторых принципов легко возмещает незнание некоторых фактов». Поэтому описание содержит обобщенную модель явлений.

Исходная концептуальная схема, модель постановки проблем и их решения определяется исходя из...

Методы и средства проектирования информационных систем

Методы решения, характеристики. Разработка концептуальной модели ИС.

Реализация объектов логической модели, разработка программного кода. Тестирование и отладка ИС.

Оценка параметров распределения амплитуд в управляющих...

На основе сравнения ее с концептуальной моделью (формируется в сознании оператора на основе обученности, тренировки, опыта) определяются управляющие сигналы, передаваемые на органы управления (информационно-исполнительная модель).

Практические приёмы моделирования экономических систем

Таким образом, модель является достоверной, если её концептуальная модель адекватна исследуемому процессу, математическая модель адекватна концептуальной, а точность реализации математической модели на вычислительной технике соответствует заданной.

Математическое моделирование и бизнес-анализ в практической...

Итого получаем экономико-математическую модель задачи: найти такой план выпуска продукции X=(x1,x2), удовлетворяющий системе неравенств и условию x1>=0; x2>=0, при котором функция F(x) будет принимать максимальное значение. Задачу легко обобщить, если...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Методы моделирования случайных процессов

Метод скользящего суммирования для моделирования случайных процессов. Алгоритм (2) позволяет воспроизводить на ЭВМ

Кроме того, при реализации будут асимптотически эргодическими по отношению к математическому ожиданию и корреляционной функции.

Построение стохастической модели планирования основного...

где - математическое ожидание случайной величины bi

планирование, математическая модель, производственный процесс, неполноты информации, стохастическое

Построение концептуальной модели сингулярного эстиматора мгновенной частоты основного тона речи.

Применение функционально-технологической концепции...

Математическое моделирование — это процесс построения и изучения математических моделей [3].

− в разработке моделей системы и синтезе алгоритмов управления. Трудность решения задачи моделирования, управления в ЧС, связанной с наводнениями...

Параметры структуры управления в эргатической системе

К настоящему времени уже накоплен значительный экспериментальный материал, позволяющий определить структуру управляющих движений в эргатической системе; выявить процесс приспособления оператора к специфике управления имитационной моделью объекта [1…3].

Основные принципы проектирования сложных технических систем...

Не случайно К. Гельвеций отмечал: «Знание некоторых принципов легко возмещает незнание некоторых фактов». Поэтому описание содержит обобщенную модель явлений.

Исходная концептуальная схема, модель постановки проблем и их решения определяется исходя из...

Методы и средства проектирования информационных систем

Методы решения, характеристики. Разработка концептуальной модели ИС.

Реализация объектов логической модели, разработка программного кода. Тестирование и отладка ИС.

Оценка параметров распределения амплитуд в управляющих...

На основе сравнения ее с концептуальной моделью (формируется в сознании оператора на основе обученности, тренировки, опыта) определяются управляющие сигналы, передаваемые на органы управления (информационно-исполнительная модель).

Практические приёмы моделирования экономических систем

Таким образом, модель является достоверной, если её концептуальная модель адекватна исследуемому процессу, математическая модель адекватна концептуальной, а точность реализации математической модели на вычислительной технике соответствует заданной.

Математическое моделирование и бизнес-анализ в практической...

Итого получаем экономико-математическую модель задачи: найти такой план выпуска продукции X=(x1,x2), удовлетворяющий системе неравенств и условию x1>=0; x2>=0, при котором функция F(x) будет принимать максимальное значение. Задачу легко обобщить, если...

Задать вопрос