Ограничимся случаем, когда оператор описывается инерционным звеном второго порядка с запаздыванием [1…5]. Предполагается справедливость гипотезы о формировании оператором управляющих воздействий по фазовым координатам, их скоростям и ускорениям. Тогда уравнения динамики будут иметь вид:

.

При идентификации возмущений и помех возникают значительные сложности, вызываемые, прежде всего, тремя факторами:

- отсутствие удовлетворительного математического описания результатов интегрального воздействия на объект (например, на самолет – атмосферных возмущений);

- практически непредсказуемые случайные воздействия (помехи со стороны оператора);

- коррелированность возмущений и помех с входными воздействиями.

Структурную схему эргатической системы примем в виде, приведенном на рис.1.

Рис.1. Структурная схема эргатической системы

Можно показать, при известных характеристиках человека-оператора и некоррелированности помех с входным воздействием спектральные характеристики помех определяются в виде

( – импульсная переходная функция части объекта регулирования, где действием помех можно пренебречь; – импульсная переходная функция объекта по отношению к помехе; – импульсная переходная функция оператора).

Справедливо

.

При указанной структурной схеме эргатической системы передаточную функцию объекта принципиально можно определить в виде (справедлива как при наличии, так и при отсутствии внутренних помех):

.

Передаточные функции , определяются в соответствии с последовательностью формул:

,

,

,

.

Здесь – соответственно корреляционные функции и спектральные плотности.

Что касается оператора, при одноканальном управлении его деятельность может описываться по структурной схеме, приводимой на рис.2; – передаточные функции анализатора и моторики человека-оператора. Сумматор описывает формирование сигнала ошибки центральной нервной системы.

Рис. 2. Структурная схема при одноканальном управлении

Рис. 3. Модифицированная структурная схема

Как видим, при сравнении функционирования систем «оператор-объект» и «оператор-модель объекта», по существу, нельзя установить степень влияния на полученную разницу от несовпадения модели от реального объекта и параметров оператора (в соответствии с организмическим принципом параметры оператора определяются объектом).

Более подробно описание функционирования эргатической системы возможно по модифицированной структурной схеме Гесса (рис.3); – передаточные функции объекта (); – коэффициенты усиления оператора (характеризуют ); определяет ремнанту, вводимую в ошибку; – возмущение; – отклонение руля; – отклонение ручки управления.

Справедливо

.

Можно показать,

.

Программное движение задается , ошибка – , входная координата – . Определение неизвестных параметров объекта и человека-оператора можно осуществить по .

Приведенные алгоритмы определения параметров эргатической системы прошли практическую апробацию с положительным результатом при итерационном синтезе тренажеров транспортных систем различного назначения [6-9].

Рецензенты:

Родионов Ю.В., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Эксплуатация автомобильного транспорта», директор автомобильно-дорожного института ПГУАС, г. Пенза;

Кошев А.Н., д.х.н., профессор, профессор кафедры «Информационно-вычислительные системы» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства, г. Пенза.