Требуется обновление браузера.

Оценка соответствия теории концептуальной модели и результатов стендовых экспериментов при управлении динамическим объектом


Просмотров: 379
Сентябрь 2017 года
Себряков Г. Г., Корсун О. Н., Набатчиков А. М., Бурлак Е. А. Оценка соответствия теории концептуальной модели и результатов стендовых экспериментов при управлении динамическим объектом // Материалы 10-й Всероссийской мультиконференции: в 3 т. – Pостов-на-Дону; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2017. – Т. 1. – С. 150-153.
Мероприятие: Десятая Всероссийская мультиконференция по проблемам управления
Текущий уровень развития науки и техники не только не устранил, но сделал ещё более актуальной задачу согласования способностей человека с возможностями машинной части системы управления [1, 2]. Требования к человеку-оператору (скорость реакции, объём воспринимаемой информации, etc.) постоянно растут: можно сказать, что техника «эволюционирует» существенно быстрее, чем это доступно человеку. При этом человек, несмотря на присущие ему психофизиологические ограничения, является неотъемлемым элементом системы [3]: и как постановщик цели функционирования, и как ответственный за корректность работы.

Согласование возможностей человека и машины может быть реализовано путём использования новых методов индикации [4, 5], обеспечением интеллектуальной поддержки оператора [6, 7], посредством выбора комфортной [8] системы. Задача априорного (на этапе проектирования) выбора комфортного объекта управления, требует детального исследования возможностей и ограничений человека [9], характеристик ошибок слежения и их зависимости от условий деятельности [10], что позволит создать модель человека-оператора, обладающую достаточной адекватностью и общностью.

В процессе реализации слежения, оператор совмещает прицельную метку и отслеживаемый символ, при этом в его сознании формируется образ динамической системы, в некотором смысле эквивалентный реальной системе – концептуальная модель [11]. Формальный алгоритм, позволяющий синтезировать для заданного объекта управления его концептуальную модель, основан на решении матричного уравнения Рикатти и теории стохастических динамических систем.

Для оценки степени соответствия объекта управления и его концептуальной модели, удобно использовать функцию когерентности [12], характеризующую величину линейности связи двух сигналов:


Подобный подход позволяет выявить частотные диапазоны, работа в которых будет затруднена, что может быть особенно важно при проектировании системы, определении условий её эксплуатации и требуемых навыков оператора. К тому же, данный метод более объективен при оценке комфортности, чем методы оценки ошибки слежения при полунатурном моделировании (в ходе эксперимента на стенде): человек-оператор может на некоторое время повысить точность слежения, перейдя к нелинейным режимам работы, что, однако, сопряжено с увеличением концентрации и приложением дополнительных усилий для минимизации рассогласования.

Предварительные эксперименты, в ходе которых операторы оценивали предложенные объекты управления по субъективной шкале, показали хорошее соответствие априорной и апостериорной оценок. На рис. 1 приведены два типовых результата (один испытуемый оценивает две разных системы): «а» – не комфортная система, о чём можно априорно судить по снижению когерентности в области низких частот (рабочей области человека-оператора), «б» – комфортная система, обладающая почти максимальной когерентностью в области до 3 Гц.

img1.png
Рис. 1. График функции когерентности для двух типовых случаев.

Рассмотренный метод позволяет провести априорную оценку комфортности объекта управления, что является одним из вариантов решения актуальной задачи согласования возможностей человека-оператора и машинной части системы.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект 15-08-06767-а.

Файлы к скачиванию:

Комментарии

Инкогнито
  Загружаем captcha