Устройство для управления объектами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских рц 6 74038

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.03.76 (21) 2337552!18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.07.79. Бюллетень № 26 (45) Дата опубликования описания 15.07.79 . (51) M. Кл.з

6 06F 15/46

-..- .=.=;,:.-:G 05В 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.396 (088.8) (71) Авторы изобретения

Н. И. Космачева, Г. С. Неймарк и Г. А. Стругач (71) Заявитель

Особое конструкторское бюро биологической и медицинской кибернетики Северо-Западного политехнического института (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ

Изобретение относится к области технической кибернетики и может быть использовано для управления сложными автоматизированными системами.

Известное устройство управления, применяющееся в указанных системах, содержит панель индикаторов и панель управления, на которой расположены органы управления системой (1). В связи со значительным возрастанием объема и сложности современных систем «человек — машина» количество органов управления различных типов в таких системах также существенно возросло и достигает нескольких сотен.

Анализ деятельности операторов различных технологических объектов показал, что при этом время поиска нужных органов управления составляет существенную часть от общего времени решения оперативных задач. 50% ошибок операторов совершается за счет перепутывания одного органа управления с другим или ненахождения нужного органа управления.

Указанный недостаток до некоторой степени преодолевается в так называемых избирательных системах управления, в которых минимальное число органов управления коммутируются к исполнительным элементам с помощью клавишного номеронабирателя (2). Существенным недостатком избиУПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ, @

2 рательных систем является наличие большого количества промежуточных действий оператора, приводящих к увеличению числа ошибок и времени, затрачиваемого на управление. Действительно, оператор при любом управляющем воздействии выполняет следующую последовательность действий: находит условное обозначение органа управления на мнемосхеме, набирает номер, по сигнализации на мнемосхеме проверяет правильность вызова, управляет исполнительным элементом. Кроме того, устройство предполагает управление исполнительными элементами одного типа.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для управления объектами, содержащее блок выбора исполнительного механизма, входы которого соединены с выходами

2о блоков исполнительных механизмов и с первым выходом блока ручного управления (3).

Недостатком устройства является его низкое быстродействие.

25 Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Достигается эта цель тем, что устройство содержит генератор управляющих сигналов, ключи и элементы совпадения, первые

30 входы которых соединены с соответствую674038

3 щими выходами блока выбора исполнигельного механизма, вторые входы — со вторыми выходами блока ручного управления, а выходы — с первыми входами ключей, вторые входы которых подключены к соответствующим разноименным полюсам генератора управляющих сигналов, а выходы— к входам соответствующих блоков исполнительных механизмов.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит регистратор 1 положения головы или глаза, вычислительный узел 2, коммутатор 3, узел 4 фиксации режима, узел 5 индикаторов, элементы совпадения 6 — 11, блок 12 ручного управления, генератор 13 управляющих сигналов, двухпозиционный исполнительный механизм 14, ключи 15 и 16, градуальный исполнительный механизм 17, ключи 18 и 19, реверсивный двигатель 20, многопозиционный исполнительный механизм 21, ключи 22 и

23, шаговые электромагниты 24 и 25 и механический дифференциал 26, причем регистратор 1, коммутатор 3 и узлы 2, 4, 5 образуют блок 27 выбора исполнительного механизма, механизм 21, дифференциал 26 и электромагниты 24 и 25 — блок 28 исполнительных механизмов, механизм 17 и двигатель 20 — блок 29 исполнительных механизмов, а механизм 14 — блок 30 исполнительных механизмов.

Пример работы устройства приведен для случая, когда регистратор 1 определяет точку фиксации взгляда оператора. Оператор наблюдает за состоянием контролируемой системы, глядя на узел 5. При этом регистратор 1 вырабатывает информацию о точке фиксации взгляда оператора, поступающую в вычислительный узел 2, который рассчитывает и передает в коммутатор 3 координаты точки фиксации взгляда.

Коммутатор 3 на основании полученных координат вырабатывает сигнал обратной связи, поступающий в узел 5 для подтверждения оператору адреса обращения. Кроме того, коммутатор 3 производит автоматический выбор именно того объекта управления, к которому относится осматриваемый оператором индикатор, т. е. подает сигнал на одну из пар элементов совпадения 6 и 7, 8 и 9 или 10 и 11. Однако, поскольку трехпозиционный переключатель блока 12 имеет устойчивое среднее положение, то на вторые входы элементов совпадения сигналы не поступают, и управляющес воздействие не производится. Для того„чтобы произвести управляющее воздействие любого типа, оператору достаточно перевести переключатель блока 12 в одно из двух крайних положений, в соответствии с требуемым знаком управляющего воздействия. При этом включается кинематически соединенный с переключателем блока 12 узел 4 фиксации режима, и адрес управлг5

4 ния фиксируется на время управления данным объектом. Таким образом, па оба входа одного из элементов совпадения, например 8, поступают управляющие сигналы от генераторов 13 и от коммутатора 3, в результате чего включается ключ 18, ко;орый подает управляющий сигнал соответствующего знака от генератора 13 на реверсивный двигатель 20, перемещающий механизм

17 (например, вращающий вал потенциометра). Так как механизм 17 соединен с узлом 5, то оператор в процессе управления получает сигнал обратной связи. Управляющее воздействие производится в течение всего времени, пока оператор держит переключатель блока 12 в крайнем положении. Аналогично производится управление двухпозиционным исполнительным механизмом 14 (при этом ключи 15 и 16 могут быть выполнены в виде триггера) и многопозиционным исполнительным механизмом

21, при этом сервомеханизм выполнен в виде шаговых электромагнитов 24 и 25, вращающих механизм 21 в ту или другую сторону через механический дифференциал 26.

Эффективность систем «человек — машина» определяется вероятностью безошибочного решения системой оперативных задач и временем их решения. Применение предложенного устройства управления в сложных системах «человек — машина» позволяет заменить десятки и сотни органов управления различного типа одним трехпозиционным переключателем, совместив при этом сенсорное поле с моторным. Таким образом, из процесса управления полностью исключается поиск органов управления и переключение внимания огератора с сенсорного поля на моторное и обратно. Это приводит к исключению основных ошибок оператора при управляющих воздействиях и к сокращению времени управления до теоретически возможного минимального.

Формула изобретения

Устройство для управления объектами, содержащее блок выбора исполнительного механизма, входы которого соединены с выходами блоков исполнительных механизмов и с первым выходом блока ручного управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит генератор управляющих сигналов, ключи и элементы совпадения, первые входы которых соединены с соответствующими выходами блока выбора исполнительного механизма, вторые входы — со вторыми выходами блока ручного управления, а выходы — с первыми входами ключей, вторые входы которых подключены к соответствующим разноименным полюсам генератора управляющих сигналов, а выходы — к входам соответствующих блоков исполнительных механизмов, 5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Монмоллен М. Системы «человек — машина». M., «Мир», 1973, с. 56.

674038

2. Венда В. Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации.

М., «Машиностроение», 1975, с. 334.

3. Авторское свидетельство СССР

5 № 541148, кл. G 05В 23/02, 1973 (прототип).

Составитель В. Дианов

Техред А. Камышникова

Редактор Н. Коган

Ко екто А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2 рр р

Заказ 1683/19 Изд. № 465 Тираж 780 Подписное

НПО «Поиск> Государствснного когиитета СССР по дела.я изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5