Modern Problems of Science and Educationrae.ru
Scientific journal

Modern Problems of Science and Education

ISSN 2070-7428VAK ListRSCI IF = 0,936

PARAMETRIC IDENTIFICATION OF HUMAN-MACHINE SYSTEM WITH RANDOM EFFECTS AND INTERFERENCES

Budylina E.A.1,Garkina I.A.2,Danilov A.M.2,Tyukalov D.E.2
1Moscow state university of mechanical engineering (MAMI)
2Penza State University of Architecture and Construction

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.


Bibliographic Reference

Budylina E.A., Garkina I.A., Danilov A.M., Tyukalov D.E. PARAMETRIC IDENTIFICATION OF HUMAN-MACHINE SYSTEM WITH RANDOM EFFECTS AND INTERFERENCES // Modern Problems of Science and Education. 2015. No. 1-1.;
URL: https://www.science-education.ru/en/article/view?id=17681 (accessed: 12/10/2026).