СТИЛЬ УПРАВЛЕНИЯ КАК КРИТЕРИЙ КАЧЕСТВА ТРЕНАЖЕРА

Тюкалов Д.Е., Данилов А.М.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Одной из актуальных задач тренажеростроения является оценка имитационных характеристик тренажера. Обычно решение этой задачи осуществляется операторами-экспертами с присущими при этом элементами субъективизма. Поэтому ниже оценка имитационных характеристик тренажера осуществляется по параметрам стиля управления оператора реальным объектом и в условиях тренажера. Предполагается возможность использования критериев оценки для синтеза тренажных и обучающих комплексов. Какие бы характеристики эргатической системы по данным нормальной эксплуатации не определялись, они всегда будут лишь обобщенными, описывающими лишь совместное функционирование оператора и объекта, как целого организма при случайных возмущениях. Естественно, при определении параметров объекта используется метод пробных воздействий. Уровень пробных воздействий задается, исходя из возможности учета нелинейностей в динамике объекта. Очевидна необходимость обеспечения подобия информационных полей в реальных условиях и в условиях модели. На практике исходят из гипотезы, что степень риска при создании тренажных и обучающих комплексов из условия формирования у оператора стиля управления, схожего стилю управления реальным объектом, определяется качеством моделирования динамики системы, случайных возмущений и информационных полей. Не исключается возможность получения в системе «оператор-модель» управляющих воздействий, близких к реальным, путем деформации динамических характеристик обучающего комплекса (в рамках теории дифференциальных уравнений означает близость решений систем дифференциальных уравнений различной структуры). Предлагается приводимый ниже алгоритм для решения основной задачи синтеза тренажных и обучающих комплексов:

- определение оптимального программного движения, как тренда случайной функции управления;

- формализация управляющих воздействий оператора, как разность отклонения органа управления и его скользящего среднего :

;

- определение числовых характеристик управляющих воздействий для оценки требуемого стиля управления;

- определение внешних и внутренних помех;

- разработка математической модели оператора;

- установление связи числовых характеристик управляющих воздействий с техническими характеристиками объекта;

- определение связи между оценкой оператором качества объекта управления в процессе нормального функционирования эргатической системы с его техническими характеристиками.

Ограничимся лишь определением компонент обобщенного вектора управления по данным нормального функционирования.

Наиболее простым является представление управляющих воздействий, как потока импульсов. В этом случае для оценки навыков управления можно разработать функционал, зависящий от амплитуды и длительности среднего импульса управления в конкретной реализации. Средние по ансамблю реализаций значения и можно рассматривать как оптимальные параметры управления, а линейную форму - как функционал качества; - весовые константы. Последовательно определяются:

- таблица значений , , ;

- и

- значения , для всех ;

- , ; ;

- среднее по ансамблю ;

- , ; ;

- коэффициенты корреляции

,;

- уточненные значения , ;

- уточненные значения .

Итерационная процедура продолжается до .

В соответствии с предыдущим для тренажеров транспортных самолетов было получено .

Изучалась возможность использования для оценки качества тренажера функционала вида

,

где ; - соответственно доминирующие в энергетическом спектре частоты, вероятности попадания на участки , дисперсии, приходящиеся на эти участки; - аналогичные показатели для эталонного оператора (определяются по ансамблю).

На основе статистического анализа были определены весовые коэффициенты . Оказалось, что для ряда этапов движения объекта можно принять (для высокоскоростных объектов существенно отличается от нуля; качество объекта зависит от собственной частоты колебаний).

Указанные функционалы использовались при настройке параметров тренажеров и рекомендуются для оценки динамического подобия реального объекта и модели.