RU2109316C1

RU2109316C1 - Combined control system with dynamic modified circuit

Info

Publication number: RU2109316C1
Application number: RU94045536A
Authority: RU
Inventors: С.Ф. Богданов; Г.Л. Коротеев; С.Ф. Сергеев
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Тульский левша"
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1994-12-29
Publication date: 1998-04-20
Also published as: RU94045536A

Abstract

FIELD: man-machine systems, in particular, control systems of dynamic objects, applicable mainly in man-machine systems operating in extreme stress conditions. SUBSTANCE: offered system, having operators' workplaces with sighting units, control desks and drives of sighting units and operators' chairs, additionally uses an operators teramwork estimation unit, test action units according to the number of operators, control circuit modification unit, modifiers, sight change-over switch and clutches. The system provides for operative redistribution of functions among the operators depending on their present functional state. EFFECT: enhanced reliability and efficiency of man-machine system. 8 dwg

Description

Изобретение относится к системам человек-машина (СЧМ), в частности к системам управления динамическими объектами, и может быть использовано преимущественно в СЧМ, работающих в экстремальных условиях, например в СЧМ военного назначения. The invention relates to man-machine systems (MFM), in particular to systems for controlling dynamic objects, and can be used primarily in MFMs operating in extreme conditions, for example, in military-frequency MFMs.

Эффективность известных систем управления, реализующих заложенные при проектировании функции и алгоритмы управления, во многом зависит от степени готовности операторов к выполнению поставленной перед системой задачи, которая определяется не только уровнем их профессиональной подготовки, но и их функциональным состоянием. The effectiveness of well-known control systems that implement control functions and control algorithms laid down in the design largely depends on the degree of readiness of operators to carry out the task assigned to the system, which is determined not only by their level of professional training, but also by their functional state.

Как показала практика эксплуатации СЧМ различного назначения, одни и те же операторы в различных условиях функционирования обеспечивают далеко не одинаковый уровень выполнения поставленных перед ними задач. Особенно заметно это проявляется в экстремальных условиях эксплуатации (см., например. Эргономика: Учебник/ под ред. Крылова А.А., Суходольского Г.В.- Л.: Изд-во Лен. ун-та, 1988. с. 92-93). As the practice of operating MFDs for various purposes has shown, the same operators under different operating conditions provide far from the same level of performance of the tasks assigned to them. This is especially noticeable in extreme operating conditions (see, for example, Ergonomics: Textbook / edited by A. Krylov, G.V.Sukhodolsky, Leningrad: Univ., 1988. p. 92 -93).

В состав наиболее распространенных систем управления входит оператор (группа операторов), представляющий человеческую компоненту, и одно или несколько технических устройств, представляющих машинную компоненту системы (см. например, Цибулевский И.Е. Человек как звено следящей системы. - М.: Наука, 1981, с.256 - 280). The most common control systems include an operator (group of operators) representing the human component, and one or more technical devices representing the machine component of the system (see, for example, Tsibulevsky I.E. Man as a link in a tracking system. - M.: Science, 1981, p. 256 - 280).

Рабочее место оператора такой системы составляют блоки визирования, индикации и пульты и органы управления. При этом информация о состоянии объекта управления, предъявляемая оператору, служит ему основанием для выполнения тех или иных порученных ему действий. Результаты воздействия через различные блоки обработки и преобразования информации поступают на исполнительные механизмы, которые реализуют поступившие на них команды в соответствии с назначением и (или) заложенной в них программой. Недостатком существующих систем управления является невозможность обеспечения надежности и эффективности системы в дискомфортных и экстремальных средах из-за различной чувствительности операторов к действию стрессогенных факторов. The workplace of the operator of such a system consists of sighting units, displays and consoles and controls. At the same time, information on the state of the control object presented to the operator serves as the basis for him to perform certain actions entrusted to him. The results of the impact through various blocks of information processing and conversion are transmitted to the actuators, which implement the commands received by them in accordance with the purpose and (or) the program incorporated in them. The disadvantage of existing control systems is the inability to ensure the reliability and efficiency of the system in uncomfortable and extreme environments due to the different sensitivity of operators to the action of stressful factors.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является комбинированная система управления, включающая рабочие места операторов (по количеству операторов) с расположенными на них блоками визирования, пультами операторов и приводами блоков визирования и кресел операторов, используемая для повышения эффективности слежения (см. например, схему Г. Тетевосяна для двух операторов, приведенную в кн. Цибулевского И.Е. Человек как звено следящей системы. - М.: Наука, 1981, с. 278 - 280). The closest technical solution to the claimed one is a combined control system that includes operator workstations (by the number of operators) with sighting units located on them, operator panels and drives of sighting units and operator seats, used to increase tracking efficiency (see, for example, Scheme G. Tetevosyan for two operators, cited in the book by Tsibulevsky I.E. Man as a Link in a Tracking System (Moscow: Nauka, 1981, pp. 278 - 280).

Недостатком данной системы управления является невозможность обеспечения надежности и эффективности системы в экстремальных условиях (там же, с.282) из-за различной чувствительности операторов к стрессогенным факторам деятельности и условий внешней среды, что снижает эффективность системы. The disadvantage of this control system is the inability to ensure the reliability and effectiveness of the system in extreme conditions (ibid., P. 282) due to the different sensitivity of operators to stressful factors of activity and environmental conditions, which reduces the effectiveness of the system.

Задача изобретения - создание системы управления с динамически модифицируемым контуром управления, повышающим надежность и эффективность системы за счет оперативного перераспределения функций между операторами в зависимости от их функционального состояния в текущий момент времени. The objective of the invention is the creation of a control system with a dynamically modifiable control loop that increases the reliability and efficiency of the system due to the operational redistribution of functions between operators depending on their functional state at the current time.

Задача решается тем, что в состав системы управления, содержащей рабочие места операторов с расположенными на них блоками визирования, пультами управления и приводами блоков визирования и кресел операторов, введены блок оценки согласованности действий операторов, блоки тестовых воздействий по числу операторов, блок модификации контура управления, модификаторы, переключатель визира и управляемые муфты, причем первый и второй входы блока оценки согласованности действий операторов соединены соответственно с выходами приводов блоков визирования первого и второго операторов, а выход подключен к входам блоков тестовых воздействий, выходы которых соединены с соответствующими входами блока модификации контура управления, выходы которого, в свою очередь, соединены с управляющими входами модификаторов и входом переключателя визира, вторые входы первого, второго и третьего модификаторов подключены соответственно к выходам пультов управления первого, второго и третьего операторов, первый и второй выходы третьего модификатора соединены соответственно с третьими входами первого и второго модификаторов, выходы которых подключены соответственно к входам приводов блоков визирования первого и второго операторов, выход переключателя визира соединен с первым входом блока визирования третьего оператора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам приводов блоков визирования первого и второго операторов, а первый и второй выходы четвертого модификатора соединены с управляющими входами первой и второй управляемых муфт, вторые входы которых подключены к выходу пульта управления первого оператора, а выходы соединены соответственно с входами приводов кресел второго и третьего операторов. The problem is solved in that a control system for evaluating the coordination of operator actions, blocks of test actions by the number of operators, a block for modifying the control loop are introduced into the control system, which contains the operator’s workstations with sighting units, control panels and drives of sighting units and operator seats; modifiers, the switch of the sight and controlled couplings, and the first and second inputs of the unit for evaluating the coordination of operator actions are connected respectively with the outputs of the drives of the VI units of the first and second operators, and the output is connected to the inputs of the blocks of test actions, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the modification block of the control loop, the outputs of which, in turn, are connected to the control inputs of the modifiers and the input of the switch of the sight, the second inputs of the first, second and third modifiers are connected respectively to the outputs of the control panels of the first, second and third operators, the first and second outputs of the third modifier are connected respectively to the third inputs of the first and second modifiers, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the drives of the sighting units of the first and second operators, the output of the sight switch is connected to the first input of the sighting units of the third operator, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the drives of the sighting units of the first and second operators, and the first and the second outputs of the fourth modifier are connected to the control inputs of the first and second controlled couplings, the second inputs of which are connected to the output of the control panel of the first operator, and the outputs are connected respectively to the inputs of the drives of seats of the second and third operators.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", так как в доступных нам источниках научно-технической и патентной информации не была обнаружена совокупность признаков, позволяющих достичь указанного положительного эффекта - повышение надежности и эффективности системы управления в экстремальных условиях за счет оперативного перераспределения функций между операторами в зависимости от их текущего функционального состояния, т.е. аналогичное решение неизвестно из уровня техники и явным образом из него не следует. The proposed technical solution meets the criterion of "inventive step", since a set of features was not found in the sources of scientific, technical and patent information available to us that made it possible to achieve the indicated positive effect - improving the reliability and efficiency of the control system in extreme conditions due to the operational redistribution of functions between operators depending on their current functional state, i.e. a similar solution is not known from the prior art and does not explicitly follow from it.

На фиг. 1 изображена структурная схема комбинированной системы управления с динамически модифицирующим контуром; на фиг. 2 - функциональная схема блока оценки согласованности действий операторов; на фиг.3 - функциональная схема блока тестовых воздействий; на фиг.4 - функциональная схема блока модификации контура управления; на фиг. 5 - 8 - функциональные схемы соответственно первого, второго, третьего и четвертого модификаторов. In FIG. 1 shows a block diagram of a combined control system with a dynamically modifying circuit; in FIG. 2 is a functional diagram of a unit for evaluating the consistency of operators; figure 3 is a functional diagram of a block of test actions; figure 4 is a functional block diagram of the modification of the control loop; in FIG. 5 - 8 are functional diagrams of the first, second, third and fourth modifiers, respectively.

Комбинированная система управления с динамически модифицируемым контуром управления (фиг. 1) может быть использована при числе операторов более двух и включает рабочие места 1 - 3 операторов (по числу операторов), содержащие соответственно блоки визирования 4 - 6, пульты 7 - 9 управления, приводы 10 и 11 блоков 4 и 5 визирования, переключатель 12 визира* приводы 13 и 14 кресел соответственно второго и третьего операторов, блок 15 оценки согласованности действий операторов, блоки 16 тестовых воздействий (по числу операторов), блок 17 модификации контура управления, модификаторы 18 - 21 и управляемые муфты 22 и 23 соответственно приводов 13 и 14 кресел второго и третьего операторов, причем первый и второй входы блока 15 оценки согласованности действий операторов соединены соответственно с выходами приводов блоков 4 и 5 визирования первого и второго операторов, а выход подключен к входам блоков 16 тестовых воздействий, выходы которых соединены с соответствующими входами блока 17 модификации контура управления, выходы которого, в свою очередь, соединены с управляющими входами модификаторов 18 - 21 и входом переключателя 12 визира, вторые входы первого, второго и третьего модификаторов 18 - 20 подключены к соответствующим выходам пультов 7 - 9 управления первого, второго и третьего операторов, первый и второй выходы третьего модификатора 20 соединены соответственно с третьими входами первого 18 и второго 19 модификаторов, выходы которых подключены соответственно к входам приводов 10 и 11 блоков 4 и 5 визирования первого и второго операторов, выход переключателя 12 визира соединен с первым входом блока 6 визирования третьего оператора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам приводов 10 и II блоков 4 и 5 визирования первого и второго операторов, а первый и второй выходы четвертого модификатора 21 соединены с управляющими входами первой и второй управляемых муфт 22 и 23, вторые входы которых подключены к выходу пульта 7 управления первого оператора, а выходы соединены соответственно с входами приводов 13 и 14 кресел второго и третьего операторов. A combined control system with a dynamically modifiable control loop (Fig. 1) can be used with more than two operators and includes workstations of 1-3 operators (by the number of operators), respectively containing sighting units 4-6, control panels 7-9, drives 10 and 11 units of sight 4 and 5, switch 12 of the sight * actuators 13 and 14 of the seats, respectively, of the second and third operators, block 15 evaluating the consistency of operator actions, blocks 16 of the test actions (according to the number of operators), block 17 modification circuit avleniya, modifiers 18 - 21 and controlled couplings 22 and 23, respectively, of the drives 13 and 14 of the seats of the second and third operators, the first and second inputs of the block 15 evaluating the consistency of operators are connected respectively to the outputs of the drives of blocks 4 and 5 of the sight of the first and second operators, and the output is connected to the inputs of the blocks 16 of the test actions, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the control circuit modification block 17, the outputs of which, in turn, are connected to the control inputs of the modifiers 18 - 21 and the input m of the switch 12 of the sight, the second inputs of the first, second and third modifiers 18 - 20 are connected to the corresponding outputs of the control panels 7 - 9 of the first, second and third operators, the first and second outputs of the third modifier 20 are connected respectively to the third inputs of the first 18 and second 19 modifiers , the outputs of which are connected respectively to the inputs of the drives 10 and 11 of the blocks 4 and 5 of the sight of the first and second operators, the output of the switch 12 of the sight is connected to the first input of the sight block of the third operator, the second and third the moves of which are connected respectively to the outputs of the drives 10 and II of the blocks 4 and 5 of the sight of the first and second operators, and the first and second outputs of the fourth modifier 21 are connected to the control inputs of the first and second controlled couplings 22 and 23, the second inputs of which are connected to the output of the control panel 7 the first operator, and the outputs are connected respectively to the inputs of the drives 13 and 14 of the seats of the second and third operators.

Переключатель 12 визира (фиг. 1) может быть выполнен любым из известных способов, например в виде электронного ключа, подающего по логике блока 17 сигнал, формирующий изображения полей зрения 4 и (или) 5 блоков визирования первого и второго операторов, на блок визирования третьего оператора. The switch 12 of the sight (Fig. 1) can be made by any of the known methods, for example, in the form of an electronic key that feeds, according to the logic of block 17, a signal generating images of the fields of view 4 and (or) 5 of the sight blocks of the first and second operators to the sight block of the third the operator.

Блок 15 оценки согласованности действий операторов (фиг. 2) содержит схему сравнения 24, выполненную, например, в виде компаратора, содержащего микросхему 27 компаратора (например, 521 CА2) и резисторы 28 и 29 (Шило В.Л. Линейные интегральные схемы.- М.: Советское радио 1979), детектор 25 допусковой зоны, выполненный, например, в виде двух компараторов 30 и 31 и резисторов 32 и 33, на которые подаются напряжения границ E_лг- левой границы, определяющей допустимое смещение линии визирования блока 5 визирования второго оператора влево от центра визирования блока 4 визирования первого оператора, и E_пг- правой границы, определяющей допустимое смещение линии визирования блока 5 визирования второго оператора вправо от центра визирования блока 4 визирования первого оператора (там же с. 229 , рис. 5.8 "a").Block 15 evaluating the consistency of operator actions (Fig. 2) contains a comparison circuit 24, made, for example, in the form of a comparator containing a comparator chip 27 (for example, 521 CA2) and resistors 28 and 29 (Shilo V.L. Linear integrated circuits .- M .: Soviet Radio 1979), the detector 25 of the tolerance zone, made, for example, in the form of two comparators 30 and 31 and resistors 32 and 33, to which the voltage of the boundaries E _lg - the left boundary, which determines the allowable offset of the line of sight of block 5 of the second to the left of the center of sight of block 4 sighting of the first operator, and E _pg - the right border that defines the allowable shift of the line of sight of the second sighting unit 5 to the right of the center of sight of the first operator’s sighting unit 4 (ibid. p. 229, Fig. 5.8 "a").

Блок 16 тестовых воздействий (фиг. 3) содержит схему задания стимула 41, содержащую индикатор 42, например электрическую лампочку, электронный ключ 43, например, 590 КН8, одновибратор 44 (Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л., Энергоиздат.- с. 158-159); устройство 45 ответа испытуемого, содержащее, например, переключатель 46, конденсатор 47, резисторы 48 и 49, логический элемент НЕ 50 например, из микросхем серии 155, устройство 51 анализа ответов испытуемого, содержащее, например, управляемый генератор 52 импульсов, выполненный, например, в виде мультивибратора (там же с. 154, рис. 5.7 "a"), счетчик 53, выполненный, например, на ИС серии 155, параллельный регистр 54, выполненный, например, на ИС серии 155, логический элемент НЕ 55, выполненный, например, на ИС 155 ЛАЗ. The block 16 of the test actions (Fig. 3) contains a scheme for setting the stimulus 41, containing an indicator 42, for example, a light bulb, an electronic key 43, for example, 590 KN8, a one-shot 44 (Gutnikov V.S. Integrated electronics in measuring devices. - L., Energy Publishing - pp. 158-159); device 45 of the response of the subject, containing, for example, a switch 46, a capacitor 47, resistors 48 and 49, a logic element NOT 50, for example, from a series 155 microchips, a device 51 of the analysis of the responses of the subject, containing, for example, a controlled pulse generator 52, made, for example, in the form of a multivibrator (ibid. p. 154, Fig. 5.7 "a"), counter 53, made, for example, on the IS series 155, parallel register 54, made, for example, on the IS series 155, the logical element NOT 55, made, for example, on the IS 155 LAZ.

Блок 17 модификации контура управления (фиг.4) содержит микропроцессорную систему управления 56, выполненную например на базе однокристального микроконтроллера КМ1816ВЕ51, (Сташин В. В., Урусов А.В., Мологонцева О.Ф. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах.- М., Энергоиздат, 1990). Выходные порты системы подключены к модификаторам 18 - 21, а входные порты системы соединены с блоками 16 тестовых воздействий. Законы функционирования микропроцессорной системы управления 56 определяются прикладной программой, размещаемой в резидентной памяти программ микроконтроллера. Block 17 modification of the control loop (figure 4) contains a microprocessor control system 56, made for example on the basis of a single-chip microcontroller KM1816BE51, (Stashin V.V., Urusov A.V., Mologontseva OF Design of digital devices on single-chip microcontrollers .- M., Energy Publishing House, 1990). The output ports of the system are connected to modifiers 18 - 21, and the input ports of the system are connected to blocks 16 of the test actions. The laws of operation of the microprocessor control system 56 are determined by the application program located in the resident program memory of the microcontroller.

Модификаторы 18 - 21 (фиг.5 - 8 соответственно) могут быть выполнены в виде ключей, например, на базе реле. Modifiers 18 - 21 (Figs. 5 - 8, respectively) can be made in the form of keys, for example, based on a relay.

Модификатор 18 (фиг. 5) реализован, например, на базе реле, управляющая обмотка 57 которого подключена к блоку 17, а контактная группа с помощью нормально замкнутых контактов 58 и нормально разомкнутых контактов 59 реализует логику, в соответствии с которой происходит передача управления приводом 10 блока 4 визирования первого оператора с пульта 7 управления первого оператора на пульт 9 управления третьего оператора через модификатор 20 (на фиг. 5 не показаны). Modifier 18 (Fig. 5) is implemented, for example, on the basis of a relay, the control winding of which 57 is connected to block 17, and the contact group, using normally closed contacts 58 and normally open contacts 59, implements the logic according to which control is transferred to drive 10 unit 4 sighting of the first operator from the control panel 7 of the first operator to the control panel 9 of the third operator through the modifier 20 (not shown in Fig. 5).

Модификатор 19 (фиг.6) реализован, например, на базе реле, управляющая обмотка 60 которого подключена к блоку 17, а контактная группа с помощью нормально замкнутых контактов 61 и нормально разомкнутых контактов 62 реализует логику, в соответствии с которой происходит передача управления приводом 11 блока 5 визирования второго оператора с пульта 8 управления второго оператора на пульт 9 управления третьего оператора через модификатор 20 (на фиг. 6 не показаны). The modifier 19 (Fig.6) is implemented, for example, on the basis of a relay, the control winding 60 of which is connected to the block 17, and the contact group with the help of normally closed contacts 61 and normally open contacts 62 implements the logic, according to which control is transferred to the actuator 11 unit 5 sighting of the second operator from the control panel 8 of the second operator to the control panel 9 of the third operator through a modifier 20 (not shown in Fig. 6).

Модификатор 20 (фиг. 7) реализован, например, на базе реле, управляющая обмотка 63 которого подключена к блоку 17, а контактная группа с помощью нормально замкнутых контактов 64 и нормально разомкнутых контактов 65 реализует логику, в соответствии с которой происходит передача сигнала управления, поступающего с пульта 9 управления третьего оператора, на модификаторы 18 или 19 в соответствии с логикой работы блока 17 модификации контура управления. The modifier 20 (Fig. 7) is implemented, for example, based on a relay, the control winding of which 63 is connected to block 17, and the contact group, using normally closed contacts 64 and normally open contacts 65, implements the logic according to which the control signal is transmitted, coming from the control panel 9 of the third operator, to the modifiers 18 or 19 in accordance with the logic of operation of the control circuit modification block 17.

Модификатор 21 (фиг. 8) реализован, например, на базе реле, управляющая обмотка 66 которого подключена к блоку 17, а контактная группа с помощью нормально замкнутых контактов 67 и нормально разомкнутых контактов 68 реализует логику, в соответствии с которой происходит подача напряжения, включающего управляемые муфты 22 или 23 в соответствии с логикой работы блока 17 модификации контура управления. The modifier 21 (Fig. 8) is implemented, for example, on the basis of a relay, the control winding 66 of which is connected to block 17, and the contact group, using normally closed contacts 67 and normally open contacts 68, implements the logic according to which a voltage is supplied, including controlled couplings 22 or 23 in accordance with the logic of operation of the control circuit modification block 17.

Управляемые муфты 22 и 23 (фиг.1) могут быть выполнены, например, в виде электромагнитных муфт общего применения (см. например, Справочник Машиностроителя в 6 т., т.4, ч.1.- М.: Машиностроение, 1962. с.219). Controlled couplings 22 and 23 (Fig. 1) can be made, for example, in the form of electromagnetic couplings of general use (see, for example, the Mechanical Engineering Manual in 6 vols., Vol. 4, part 1 .- M .: Mechanical Engineering, 1962. p.219).

Комбинированная система управления с динамически модифицируемым контуром управления работает следующим образом. A combined control system with a dynamically modified control loop operates as follows.

Операторы 1 и 2 (фиг. 1), получив целеуказание, например, от оператора 3, выполняющего функции командира экипажа, выполняют предписанные им инструкцией действия по сопровождению сложно движущийся цели. При этом оператор 1, например, управляя своим блоком визирования 4, наводит маркер в виде рамки на цель и удерживает ее в рамке как можно ближе к центру поля зрения, т. е. осуществляет операцию синхронизации. Оператору 2, управляющему своим блоком визирования 5, остается навести свою прицельную марку в виде, например, перекрестия практически на неподвижную цель, что обеспечивает высокое качество выполнения совместного слежения. Сигналы о результатах управляющих воздействий операторов 1 и 2 соответственно с пультов 7 и 8 операторов через соответствующие приводы 10 и 11 поступают на блоки визирования 4 и 5 операторов 1 и 2 и отображаются на экранах этих блоков и экране блока 6 визирования оператора 3 (например, командира экипажа), наблюдающего за результатами деятельности операторов 1 и 2 или выполняющего какую-либо другую деятельность, предусмотренную инструкцией. Одновременно эти же сигналы поступают на блок 15 оценки согласованности действий операторов, где производится оценка относительного рассогласования прицельных марок блоков визирования 4 и 5 операторов 1 и 2. В обычном состоянии подготовленные операторы выполняют функции слежения достаточно хорошо и согласованно. В экстремальных условиях операторы, имеющие различную чувствительность к действующим стрессогенным факторам, могут существенно изменить эффективность слежения. В этом случае ошибка рассогласования может превысить определенную допустимую величину и во избежание срыва совместной деятельности блок 15 оценки согласованности действий операторов выдает сигнал на блоки 16 тестовых воздействий всех трех операторов на предъявление им короткой тестовой задачи: например, определить длительность временного интервала, устанавливаемого априорно. Результаты выполнения теста (например, своевременное или несвоевременное нажатие кнопки на звуковой сигнал или загорание лампочек на блоках '16 тестовых воздействий) поступают на блок 17 модификации контура управления, где производится оценка точности выполнения теста. В случае, если переоценка или недооценка времени одним из операторов выше его индивидуальной предельно допустимой (определяется предварительно), устанавливаемой в блоке модификации контура управления, производится перераспределение функций между операторами. Функции любого из операторов (1 или 2) могут быть переданы другому члену экипажа. Возможные варианты:
а) в случае передачи функций оператора 1 оператору 2 система работает следующим образом: на модификатор 21 с блока 17 модификации контура управления поступает команда об отключении привода 13 кресла второго оператора, которая с выхода модификатора 21 поступает на управляющий вход управляемой муфты 22, отключающей привод 13 кресла оператора 2, при этом последний продолжает осуществлять операцию наведения в одиночку, выполняя как свои функции, так и функции оператора 1;
б) в случае передачи функций операторов 1 и 2 командиру экипажа (оператору 3) система работает следующим образом: на модификатор 21 с блока 17 модификации контура управления поступает команда об отключении приводов 13 кресла второго оператора и 14 кресла третьего оператора, которая с выхода модификатора 21 поступает на управляющие входы управляемых муфт 22 и 23. Одновременно через модификатор 19 блокируются сигналы, поступающие с выхода пульта управления 8 второго оператора, взамен их на блок 5 визирования второго оператора начинают поступать сигналы с пульта управления 9 третьего оператора, который в одиночку осуществляет операцию наведения, выполняя функции операторов 1 и 2 одновременно.Operators 1 and 2 (Fig. 1), having received target designation, for example, from operator 3, performing the functions of a crew commander, perform the actions prescribed by him with instructions to track a difficult moving target. In this case, the operator 1, for example, controlling its sighting unit 4, directs the marker in the form of a frame onto the target and holds it in the frame as close to the center of the field of view as possible, i.e., carries out the synchronization operation. The operator 2, managing its sighting unit 5, remains to aim its reticle in the form, for example, of a crosshair almost on a stationary target, which ensures high quality of joint tracking. Signals about the results of the control actions of operators 1 and 2, respectively, from the control panels 7 and 8 of the operators, through the corresponding drives 10 and 11, are sent to sighting units 4 and 5 of operators 1 and 2 and are displayed on the screens of these units and on the screen of sighting unit 6 of operator 3 (for example, the commander crew), monitoring the results of the activities of operators 1 and 2 or performing any other activity provided for in the instructions. At the same time, these same signals are sent to block 15 for evaluating the consistency of operator actions, where the relative mismatch of the aiming marks of sight blocks 4 and 5 of operators 1 and 2 is evaluated. In the normal state, trained operators perform tracking functions quite well and consistently. In extreme conditions, operators with different sensitivity to existing stressful factors can significantly change the effectiveness of tracking. In this case, the mismatch error can exceed a certain allowable value and, in order to avoid disruption of joint activity, the block 15 for evaluating the consistency of operator actions gives a signal to the blocks 16 of the test actions of all three operators to present them with a short test task: for example, determine the length of the time interval set a priori. The results of the test (for example, timely or untimely pressing the button on the sound signal or the lights on the blocks '16 test actions) are sent to the block 17 modification of the control circuit, where the accuracy of the test is evaluated. If one of the operators re-evaluates or underestimates the time above its individual maximum permissible (determined previously), which is set in the control loop modification block, the functions are redistributed between the operators. The functions of any of the operators (1 or 2) can be transferred to another crew member. Possible options:
a) in the case of transferring the functions of the operator 1 to operator 2, the system operates as follows: the modifier 21 from the control circuit modification unit 17 receives a command to turn off the drive 13 of the second operator’s chair, which from the output of modifier 21 goes to the control input of the controlled coupling 22, which disconnects the drive 13 operator’s chair 2, while the latter continues to carry out the guidance operation alone, performing both its functions and the functions of operator 1;
b) in the case of the transfer of the functions of operators 1 and 2 to the crew commander (operator 3), the system operates as follows: the modifier 21 receives a command from the control circuit modification unit 17 to disconnect the drives 13 of the second operator’s chair and 14 of the third operator’s chair, which is output from the modifier 21 arrives at the control inputs of controlled clutches 22 and 23. Simultaneously, through the modifier 19, the signals coming from the output of the control panel 8 of the second operator are blocked, instead of them the signal starts to arrive at the sighting unit 5 of the second operator ly from the control panel 9 of the third operator, who performs the operation guidance alone, fulfilling the function of operators 1 and 2 simultaneously.

в) в случае, если третьему оператору передаются функции оператора 2, через модификатор 19 блокируются сигналы, поступающие с пульта 8 управления второго оператора. Взамен их на блок 5 визирования оператора 2 и блок 15 оценки согласованности действий операторов начинают поступать сигналы с блока 9 управления третьего оператора. При этом командой с модификатора 21 через муфту 22 отключается привод 13 кресла оператора 2, а через муфту 23 подключается привод 14 кресла оператора 3. Переключатель 12 визира при передаче управления третьему оператору обеспечивает соответствие наблюдаемой им марки визира системе, управление которой в данный момент ему поручено. c) if the functions of operator 2 are transferred to the third operator, the signals coming from the control panel 8 of the second operator are blocked through the modifier 19. Instead of them, the operator sighting unit 5 and the operator coordination coordination unit 15 begin to receive signals from the third operator control unit 9. At the same time, the command 13 of the operator’s chair 2 is disconnected through the coupling 22 through the coupling 22, and the operator’s chair 14 drive 14 is connected via the coupling 23. When switching control to the third operator, the visor switch 12 ensures that the brand of the sighting device that it observes corresponds to the system that is currently under control .

Таким образом происходит передача функций одного из операторов другому члену экипажа, что позволяет повысить надежность функционирования СЧМ в целом, так как задачу всегда выполняют наиболее стрессоустойчивые (к конкретным стрессогенным факторам) или просто находящиеся в лучшем функциональном состоянии в текущий момент времени операторы. Решить подобную задачу, например, предварительным отбором операторов невозможно из-за многообразия вариантов воздействия и непредсказуемости появления измененного функционального состояния какого-либо оператора в условиях дискомфортных и экстремальных сред. Thus, the transfer of functions of one of the operators to another crew member occurs, which improves the reliability of the MF as a whole, since the task is always performed by the most stress-resistant (to specific stress factors) or operators who are simply in the best functional state at the current time. It is impossible to solve a similar problem, for example, by preliminary selection of operators due to the variety of exposure options and the unpredictability of the appearance of an altered functional state of an operator in uncomfortable and extreme environments.

Блок 15 оценки согласованности действий операторов (фиг.2) работает следующим образом. Block 15 assessment of the consistency of actions of operators (figure 2) works as follows.

В случае, если в процессе работы первого и второго операторов возникает рассогласование между видимыми положениями центра визирования блока 4 визирования первого оператора и линии визирования блока 5 визирования второго оператора вправо или влево от центра и это рассогласование больше допустимого, установленного априорно, что предопределяет возможный срыв выполнения задачи слежения, величина возникающего на выходе схемы сравнения 24 напряжения, пропорционального величине рассогласования, превышает порог левой (E_лг) или правой (E_пг) границ детектора 25 допусковой зоны, который при этом на своем выходе формирует перепад напряжения, запускающий ждущий мультивибратор 26, формирующий на своем выходе импульс напряжения, включающий блок 16 тестовых воздействий.If during the operation of the first and second operators there is a mismatch between the visible positions of the center of sight of the first operator’s sighting unit 4 and the line of sight of the second operator’s sighting unit 5 to the right or left of the center and this mismatch is greater than the established one, which determines a possible failure tracking task, the value appearing at the output of the comparison circuit 24, a voltage proportional to the magnitude of the error exceeds the threshold is left (E _x) or right (E _m) g ANRITSU tolerable zone detector 25 which thus generates at its output a voltage drop, triggering monostable multivibrator 26, which forms at its output a voltage pulse, comprising unit 16 of test actions.

Блок 16 тестовых воздействий (фиг. 3) работает следующим образом. Block 16 test actions (Fig. 3) works as follows.

При возникновении значимого рассогласования в деятельности первого и второго операторов сигнал с выхода блока 15 оценки согласованности действий операторов своим передним фронтом запускает схему задания стимула 41. При этом одновибратор 44 формирует на своем выходе импульс, который на время действия импульса (ориентировочно 0,2 - 0,4 с) включает индикатор 42. Одновременно запускается управляемый генератор 52 импульсов, сигналы с выхода которого поступают на счетный вход счетчика 53, который начинает счет поступающих импульсов, записывая их величину в параллельный регистр 54. Оператор, наблюдая сигналы индикатора 42, должен по инструкции по прошествии некоторого интервала времени (например, 5 с) нажать кнопку переключателя 46, свидетельствуя, что, по его субъективному отсчету, прошел заданный интервал времени. При этом сигнал с выхода устройства 45 ответа испытуемого поступает на блокирующий вход счетчика 53 и останавливает счет, фиксирует результат отсчета в параллельном регистре 54, а затем через время задержки логического элемента НЕ 55 сбрасывает счетчик в нулевое положение. Информация с выхода параллельного регистра 54 поступает на соответствующий вход блока 17 модификации контура управления. При этом в ней содержатся сведения о моменте нажатия кнопки переключателя 46, указывающие на точность отслеживания испытуемым оператором заданного временного интервала, которая связана с актуальным психофизиологическим состоянием оператора, его изменениями, обусловленными стрессогенными влияниями условий работы (см., например, Гараев Е.М. Исследование оценки времени при различных видах деятельности человека/Ж. Высш. нервн. деят. , 1978. т.23, N 5, с.1077 - 1085; Горбов Д.Ф. О помехоустойчивости оператора// Инженерная психология.- М., 1984, с. 340 - 357; Гребенникова Н.В., Гребенников В.А. Методики исследования запоминания временных интервалов для оценки функционального состояния оператора// Методики анализа и контроля трудовой деятельности и функциональных состояний.- М., Институт психологии РАН, 1992.-с. 150-156). По завершении тестового испытания задним фронтом импульса от блока 15 оценки согласованности действий операторов происходит сброс параллельного регистра 54 в "0" и прекращается работа управляемого генератора 52 импульсов. Схема готова к следующему циклу тестирования. When there is a significant discrepancy in the activities of the first and second operators, the signal from the output of the block 15 for evaluating the coordination of operator actions with its leading edge triggers the stimulus 41 setting circuit. In this case, the single-vibrator 44 generates a pulse at its output, which is for the duration of the pulse (approximately 0.2 - 0 , 4 s) turns on the indicator 42. At the same time, a controlled pulse generator 52 is started, the signals from the output of which go to the counting input of the counter 53, which starts counting the incoming pulses, recording them led order of the parallel register 54. The operator by observing indicator 42 signals should for some time later instructions interval (e.g., 5 seconds) to press the switch button 46, indicating that he subjective count, has passed a predetermined time interval. In this case, the signal from the output of the test answer device 45 is fed to the blocking input of the counter 53 and stops the count, fixes the counting result in the parallel register 54, and then, after the delay time of the logical element NOT 55 resets the counter to the zero position. Information from the output of the parallel register 54 is fed to the corresponding input of the control circuit modification block 17. At the same time, it contains information about the moment the switch button 46 is pressed, indicating the accuracy of the test operator tracking a given time interval, which is associated with the current psychophysiological state of the operator, its changes due to stressful effects of working conditions (see, for example, E. Garaev The study of time estimates for various types of human activity / J. Higher Nervous Worker, 1978.V.23, N 5, p.1077 - 1085; Gorbov DF On the noise immunity of the operator // Engineering Psychology.- M., 1984, p. 340 - 357; Grebenne Ikova N.V., Grebennikov V.A. Methods of researching the memorization of time intervals for assessing the functional state of the operator // Methods of analysis and control of labor activity and functional states.- M., Institute of Psychology RAS, 1992.-p. 150-156) . Upon completion of the test test, the trailing edge of the pulse from the block 15 evaluates the consistency of operator actions, the parallel register 54 is reset to "0" and the controlled pulse generator 52 is stopped. The circuit is ready for the next test cycle.

Блок 17 модификации контура управления (фиг. 4) работает следующим образом. Block 17 modification of the control loop (Fig. 4) works as follows.

Поступающая с блоков 16 тестовых воздействий информация распознается программой микропроцессорной системы управления 56, производится сравнение результатов тестов с хранящимися в памяти этой системы эталонными значениями результатов оценки временного интервала, снятыми ранее в оптимальных рабочих условиях для каждого оператора, и в соответствии с этим система выдает модифицирующие контур управления сигналы на модификаторы 18 - 21. При этом выбирается наименее устойчивый оператор, и его функции передаются свободному оператору. Например, функции первого оператора могут быть переданы второму, либо одновременно функции первого и второго операторов могут быть переданы командиру экипажа и т.д. В случае, если функциональное состояние операторов не вышло за пределы нормы, модификация контура управления не производится. The information received from the blocks 16 of the test actions is recognized by the program of the microprocessor control system 56, the test results are compared with the standard values of the time interval assessment results stored in the memory of this system, previously taken under optimal operating conditions for each operator, and in accordance with this, the system generates modifying contours control signals to modifiers 18 - 21. In this case, the least stable operator is selected, and its functions are transferred to the free operator. For example, the functions of the first operator can be transferred to the second, or simultaneously the functions of the first and second operators can be transferred to the crew commander, etc. If the functional state of the operators has not gone beyond the norm, the control loop is not modified.

Промышленное применение предлагаемой комбинированной системы управления с динамически модифицируемым контуром позволяет значительно повысить надежность и эффективность СЧМ за счет оперативного перераспределения функций между операторами в зависимости от их текущего функционального состояния. The industrial application of the proposed combined control system with a dynamically modifiable circuit can significantly increase the reliability and efficiency of the MF due to the operational redistribution of functions between operators depending on their current functional state.

Claims

A combined control system with a dynamically modifiable circuit containing operator workstations with sighting units located on them, control panels and drives of sighting units and operator seats, characterized in that it includes a unit for evaluating the coordination of operator actions, blocks of test actions by the number of operators, a block control loop modifications, modifiers, sight switch and controlled couplings, the first and second inputs of the unit for evaluating the consistency of actions of connection operators respectively, with the outputs of the drives of the sighting units of the first and second operators, and the output is connected to the inputs of the test exposure units, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the control circuit modification unit, the outputs of which, in turn, are connected to the control inputs of the modifiers and the input of the sight switch, the second the inputs of the first, second and third modifiers are connected respectively to the outputs of the control panels of the first, second and third operators, the first and second outputs of the third modifier pa are connected respectively to the third inputs of the first and second modifiers, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the drives of the sighting units of the first and second operators, the output of the sight switch is connected to the first input of the sighting unit of the third operator, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the drives of the sighting units of the first and the second operators, and the first and second outputs of the fourth modifier are connected to the control inputs of the first and second controlled couplings, the second inputs of which s are connected to the output of the control panel of the first operator, and the outputs are connected respectively to the inputs of the seat drives of the second and third operators.