Требуется обновление браузера.

Результаты проведения экспериментов по изучению характеристик деятельности человека-оператора в системах слежения


Просмотров: 837
2010 год
Бурлак Е.А., Набатчиков А.М. Результаты проведения экспериментов по изучению характеристик деятельности человека-оператора в системах слежения // 59 научно-техническая конференция МИРЭА, Сб. тр. ч. 3 Технические науки. –М.: 2010. – С. 84-89.
Мероприятие: 59 Научно-техническая конференция МИРЭА
УДК: 331.101.1:629.7
В процессе боевой работы летчик осуществляет прицеливание, наведение управляемых ракет, стробирование цели, т.е. выполняет операции слежения, в том числе операции совмещения прицельной марки с целью и сопровождения цели прицельной маркой. Для создания летчику наилучших условий прицеливания необходимо при проектировании учитывать зависимости процессов сопровождения и совмещения от машинной части контура слежения, в частности, от его динамической структуры.

Экспериментальные исследования, результаты которых приведены далее, проведены в целях изучения деятельности человека-оператора в следящей системе при установке на возможно более быструю отработку скачка входного воздействия, что соответствует, например, стробированию цели или первоначальному совмещению прицельной марки с целью для дальнейшего сопровождения.

Работа проводилась в развитие результатов, изложенных в статье [1], где, в частности, показано, что хорошо обученные, опытные операторы работают при установке на максимальное быстродействие в соответствии с принципом максимума [2]. В предлагаемой статье изложены результаты экспериментов, проведенных с увеличенным числом операторов, причем не имевших опыта работы со следящими системами и приобретавших его в ходе экспериментов. Более полно эксперименты описаны в [3].

Эксперименты проведены на установке с органом управления (ОУ) в виде джойстика с диапазоном отклонения ±30º. Усилия на джойстике при максимальном отклонении от себя 0,455 Н, на себя 0,472 Н.

Задающий символ (цель), отрабатывающий входное воздействие и отслеживающий символ (прицельная марка) предъявлялись на мониторе с экраном размером 350х250 мм и с графическим режимом 1024х768 пикселей.

На рис.1 задающий символ (ЗС) представлен кружком диаметром 15 пикселей (в 1 мм экрана 3,072 пикселей), отслеживающий символ (ОС) – окружностью размером 40 пикселей с двумя взаимно перпендикулярными диаметрами, имеющими разрыв в центре окружности.

01.png
Рис.1. Задающий и отслеживающий символы

Динамическая структура машинной части системы имитировалась в ПЭВМ. Там же проводилась регистрация результатов экспериментов и их математическая обработка.

Структурная схема экспериментальной установки с оператором приведена на рис.2, где обозначено: Кд – коэффициент передачи джойстика; WМЧ – передаточная функция машинной части контура управления.

02.png
Рис.2. Структурная схема экспериментальной установки

Эксперименты проведены со следующими вариантами динамической структуры машинной части WМЧ:

  • безынерционное линейное звено с коэффициентом передачи WМЧ=1;
  • инерционное (апериодическое) звено
    где К = 1, T = 1 с;
  • интегрирующее звено
    где К = 1 мм/с;
  • звено 2-го порядка
    где К = 1 мм/с; T = 1 с.

В экспериментах, результаты которых приведены далее, принимали участие восемь мужчин 20–22 лет (студенты старших курсов). Исследовалось поведение оператора в качестве управляющего звена в контуре, представленном на рис.2, при подаче на вход контура скачка задающего символа. Величина скачка составляла 250 пикселей. Перед оператором ставилась задача перевода отслеживающего символа в новое положение задающего символа за минимальное время с помощью джойстика.

Результаты экспериментов позволили сделать следующие выводы:

  • операторы после тренировки отрабатывали примерно 90% скачка входного сигнала как регуляторы, оптимальные по быстродействию, строя управление в соответствии с принципом максимума, а оставшиеся относительно малые рассогласования – как линейное звено;
  • операторы при отработке 90% скачка входного воздействия имели дело с машинной частью нулевого, первого и второго порядков в соответствии с теоретическими положениями принципа максимума:
    • для машинной части нулевого порядка – перевод органа управления в новое положение (рис.3);
      03.png
      Рис.3. График переходного процесса
    • для машинной части первого порядка:
      • для апериодического звена – перевод органа управления в крайнее положение и возвращение в новое (заданное входным сигналом) положение (рис.4);
        04.png
        Рис.4. График переходного процесса
      • для интегрирующего звена – перевод органа управления в крайнее положение и возвращение в нулевое положение (рис.5);
        05.png
        Рис.5. График переходного процесса
    • для машинной части второго порядка – перевод органа управления в крайнее положение, затем переброс органа управления в противоположное крайнее положение, затем возврат в нулевое положение для машинной части с интегратором (рис.6);
      06.png
      Рис.6. График переходного процесса
  • часть операторов, хорошо освоивших работу с машинной частью первого порядка, переносили свой опыт на работу с машинной частью второго порядка, формируя управление в виде одного максимального отклонения органа управления. Переучивание этих операторов для работы с машинной частью второго порядка в соответствии с принципом максимума (два крайних положения и одно переключение органа управления) потребовало значительных временных затрат.

Опираясь на полученные новые результаты экспериментов, целесообразно провести исследования с более широким контингентом операторов, обратив особое внимание на вопросы адаптации операторов к широкому спектру динамических структур машинной части.

Библиографический список


Файлы к скачиванию:

Комментарии

Инкогнито
  Загружаем captcha