УДК 519.7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПО ДАННЫМ НОРМАЛЬНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Сухов Ярослав Игоревич1, Гарькина Ирина Александровна2
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, д.т.н., профессор

Аннотация
Предлагаются алгоритмы определения характеристик целостной эргатической системы по данным нормального функционирования. Указываются примеры их использования при идентификации одного класса эргатических систем.

Ключевые слова: мобильные системы, параметрическая идентификация, управляющее воздействия, эргатические системы


DETERMINE THE CHARACTERISTICS OF HUMAN-MACHINE SYSTEM ACCORDING NORMAL FUNCTIONING

Suhov Yaroslav Igorevich1, Garkina Irina Aleksandrovna2
1Penza state university of architecture and construction, student
2Penza state university of architecture and construction, doctor of science in engineering, professor

Abstract
Considered algorithms for determining the characteristics of an integrated human-machine system according to normal functioning. Examples of their use in the identification of a class human-machine systems is given.

Keywords: control action, human-machine system, mobile systems, parametric identification


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Сухов Я.И., Гарькина И.А. Определение характеристик эргатической системы по данным нормального функционирования // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 11. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/11/40669 (дата обращения: 04.06.2017).

В связи с действием в замкнутой эргатической системе организмического принципа, в соответствии с которым оператор достраивает свои параметры организмически оптимально (объект предопределяет поведение оператора), математическое моделирование человеко-машинной системы значительно усложняется. Основой при моделировании таких систем являются результаты данных нормального функционирования. В частности, нами использовались [1…4]:

- распределение вероятностей дискретных значений фазовых координат,
- условные вероятности дискретных значений управляющих воздействий,
- числовые характеристики фазовых координат и управляющих воздействий, как случайных функций,
- меры зависимостей между управляющими воздействиями и значениями выходных координат,
- характеристики каналов управления, как дискретных информационных каналов, в том числе, характеристики дублирований и взаимодействия в передаче стимулов (выходных координат) при выборе соответствующих реакций ,
- корреляционные функции и спектральные характеристики фазовых координат и управляющих воздействий.
В качестве программного движения рассматривалось скользящее среднее

;

 - отклонение органа управления в рассматриваемом канале. Стабилизация программного движения определяется сигналом

.
(1)

Соотношение (1) рассматривается как уравнение замыкания для целостной эргатической системы.
Структурная схема целостной системы для рассматриваемых систем представляется в виде, приведенным на рис.1.

Рис.1

С учетом (1) она легко приводится к виду, изображенному на рис.2.


Рис.2

При изучении отдельных каналов программного движения и его стабилизации структурная схема целостной системы представлялась в виде, приведенном на рис.3.


Рис.3

Передаточная функция  определяется уравнениями движения объекта. Обычно достигается хорошее качество его моделирования (в ряде случаев использовались пробные воздействия). Что касается стабилизации, то здесь возникают значительные трудности.
Справедливо

;

 определяется как передаточной функцией объекта , так и передаточной функцией человека-оператора, параметры которой входят в  (в силу организмического принципа зависит от ).
Для конкретных реализаций управлений разрабатывались программно-алгоритмические модули, которые использовались для объективной оценки деятельности оператора. Определялись:
- числовые характеристики управляющих воздействий как непрерывного, дискретного, импульсного процесса;
- коэффициенты когерентности, полученные по спектральным характеристикам;
- информационная значимость сигналов при формировании управляющих воздействий.
При рассмотрении управляющих воздействий как непрерывных сигналов в качестве характеристик стиля управления по каждому из каналов использовались параметры внутренней структуры случайной функции

Выбор значения  осуществлялся с учетом значения доминирующей в  частоты  (принималось ).
Когда воздействия рассматривались как импульсные процессы, в качестве основных характеристик управляющих воздействий рассматривались амплитуды, длительности и вероятности их распределения (распределение случайных амплитуд  импульсов не является нормальным, хотя дискретные значения  распределены нормально). 
При представлении управляющих воздействий как совокупность выбросов в качестве параметров управления использовались числа  и длительности  положительных и отрицательных выбросов, а также их средние значения  на интервале .
Квазилинейная модель эргатической системы идентифицировалась регрессионными методами. 
Зависимости компонент обобщенного вектора управления от технических характеристик объекта определялись, ограничиваясь уровнем линейной регрессии.
Полученные данные позволили установить соответствие обобщенного вектора управления и технических характеристик объекта, а также объективизировать оценку оператором объекта управления (по классам в выбранной шкале; использовалась десяти балльная шкала Купера-Харпера)
Для оценки деятельности оператора по управлению объектом использовались специально разработанные для каждого канала управления в отдельности функционалы. 
Интегральные характеристики управления определяются на основе аддитивного глобального критерия, построенного на основе поканальных критериев с учетом межканальной корреляции [5…8].


Библиографический список
  1. Данилов А.М.,Гарькина И.А., Домке Э.Р. Математическое и компьютерное моделирование сложных систем. – Пенза: ПГУАС, 2011.  – 296 с.
  2. Данилов А.М., Гарькина И.А. Интерполяция, аппроксимация, оптимизация: анализ и синтез сложных систем: монография. – Пенза: ПГУАС. –2014. – 168 с.
  3. Будылина Е.А., Гарькина И.А., Данилов А.М. Декомпозиция динамических систем в приложениях / Региональная архитектура и строительство. – 2013. – № 3. – С. 95-100.
  4. Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А.М. Моделирование с позиций управления  в технических системах / Региональная архитектура и строительство. –2013. – № 2 (16). – С. 138-142.
  5. Гарькина И.А., Данилов А.М., Домке Э.Р. Промышленные приложения системных методологий, теорий идентификации и управления / Вестник МАДИ. –  2009. – № 2(17). –  С.77-82.
  6. Будылина Е.А., Гарькина И.А., Данилов А.М., Пылайкин С.А. Аналитическое определение имитационных характеристик тренажных и обучающих комплексов // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 6 (часть 4). – стр. 698-702.
  7. Гарькина И.А., Данилов А.М., Пылайкин С.А. Тренажеры и имитаторы транспортных систем: выбор параметров вычислений, оценка качества / Мир транспорта и технологических машин. –№3(42). –2013. –С.115-121.
  8. Данилов А.М., Гарькина И.А., Домке Э.Р. Математическое моделирование управляющих воздействий оператора в эргатической системе / Вестник МАДИ.. – 2011. -№2. – С.18-23.


Все статьи автора «fmatem»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: