Реакция человека—оператора

Для инженера важно функционирование системы человек— машина как единого целого, которое нельзя предсказать на основе знаний свойств только машинных составляющих системы. Нельзя построить скоростной современный самолет, удовлетворяющий критериям устойчивости и управляемости, если разработчик не может составить уравнения, описывающие реакцию человека-оператора, которые он должен решить совместно с уравнениями динамики самолета. Это действительно так, поскольку характеристики работы как человека, так и машины порознь, не определяют качество работы всей системы в целом. То, что перемещение на ходулях требует от человека больше умения, чем езда на велосипеде, не означает, что система человек на ходулях будет двигаться быстрее. Человек и машина должны описываться сопоставимыми количественными характеристиками, чтобы определить поведение комбинированной системы человек—машина. [c.160]

С какой точностью повторяется данная реакция человека-оператора Насколько она изменяется при повторениях входа [c.168]

Рис. 9.6. Типичные реакции человека-оператора на задающую ступенчатую функцию

Рис. 9.7. Типичные реакции человека-оператора на простую синусоиду а — отслеживание с обратной связью б — синхронная реакция - — задающие функции, — — — — функции на выходе

Первоначально предполагается, что действия человека-оператора удовлетворяют некоторому детерминированному уравнению, линейному либо нелинейному, и предлагается критерий рассогласования между реакцией модели и действительной реакцией человека-оператора. Например, предположим, что взята такая модель . [c.184]

ИЛИ выбирает отображаемые приборами переменные. В реакции человека-оператора существует также чистое временное запаздывание т, которое для удобства подается на вход системы. [c.231]

Вибрация, возникающая при работе машин различных типов и оборудования, оказывает вредное влияние на людей, находящихся вблизи источника вибрации или в непосредственном контакте с ним. Вибрация вызывает нарушения физиологического и функционального состояния человека-оператора. Стойкие физиологические изменения называются вибрационной болезнью. Функциональные нарушения могут выражаться в ухудшении зрения, изменении реакции вестибулярного аппарата (нарушение координации движений возникновение галлюцинаций, относящихся к ориентации тела и т. п.), а также в более быстрой утомляемости. [c.273]

Поскольку физиологическая реакция организма человека-оператора на динамические воздействия зависит от его механических свойств, изучение механических свойств тела человека является только начальным этапом исследований по оценке влияния динамических нагрузок на организм чело-века-оператора. Конечная цель этих исследований состоит в установлении соотношений между механическими воздействиями и физиологическими изменениями, происходящими в организме человека-оператора под их влиянием. [c.27]

Примечание. Человека-оператора целесообразно использовать при обобщении результатов наблюдений опознании сигналов при различных видах сигналов при разнохарактерных действиях при реакциях на случайные или непредвиденные обстоятельства. [c.24]

При проектировании органов управления следует соблюдать принцип совместимости двигательной реакции операторов и показаний индикаторов, согласно которому показания индикатора вызывают естественные (ожидаемые) движения, соответствующие стереотипам двигательных реакций человека. [c.68]

Часть системы космического корабля, предназначенная для сопоставления конкретного оптического явления с соответствующей программой маневрирования, может моделироваться разными способами. Один из таких способов заключается в том, что наблюдаемые явления рассматриваются как посланные сообщения, а реакции космического корабля как сообщения принятые и исследуются особенности передачи информации по этому каналу. Если анализировать задачу с точки зрения эффективности выбора, то допустима работа человека-оператора как составного элемента информационного канала. Кроме того, когда человек решает задачу выбора, то действия можно исследовать и моделировать как канал передачи информации. Информационные модели в основном относятся к функциям, которые на рис. 1.2 обозначены соответствующей скобкой. В таких моделях более сложные функции познания будут работать даже больше, чем в моделях управления, [c.21]

Точно так же, как функционирование обычных каналов связи может быть далеко от их пропускной способности, если используется неподходящее кодирование сообщений, человек-оператор оказывается не в состоянии эффективно передавать информацию при неудобном кодировании стимулов реакциями. Общего метода определения оптимального кода для любого типа канала не существует. Максимальная производительность обычно достигается при таких соотношениях между стимулами и реакциями, которые согласуются с встречающимися в обыденной жизни и, следовательно, обладают преимуществом, как наиболее привычные. [c.109]

Наиболее полная информация о входе человека-оператора — это знание того состояния физической переменной (или переменных), которые характеризуют положения траекторий на экране дисплея или указателей приборов, частоты звуков и т. д., и относительно которых мы предполагаем, что оператор их наблюдает и рассматривает как существенные при формировании своих реакций. Подобным же образом, наиболее полная информация о его выходе — это знание положений устройств ручного управления (манипуляторов) или приложенных к ним сил при посредстве этих устройств оператор формирует управляющие действия. Таким образом, с функциональной точки зрения вход и выход человека-оператора — это физические переменные дисплея и манипулятора. [c.166]

Первое дополнение предполагает, что генератор случайного шума или остатка, находится внутри блока человека-оператора. Шум, добавляемый к линейно определенному выходу оператора — это та остаточная составляющая реакции модели, которую нельзя описать никаким линейным уравнением с постоянными коэффициентами. Это показано на рис. 9.2, [c.167]

Ни одна физическая, система в действительности не линейна, хотя некоторые довольно близки к линейным. Поскольку линейные системы так легко поддаются анализу и поскольку не существует ничего похожего на общую теорию нелинейных систем, то было бы очень удобно, если бы человек-оператор действовал приблизительно так, как линейный элемент. Тогда, как и в случае чисто технических систем, можно было бы приблизительно предсказать реакцию оператора, зная его вход и характеристики управляемого процесса, без необходимости составлять каталог реакций для каждой возможной входной функции и каждого возможного управляемого процесса. [c.168]

Насколько линеен человек-оператор в данной задаче, т. е. в задаче с определенным видом входной функции и определенным управляемым процессом До каких пределов теорема о суперпозиции для линейных систем остается верной в этом случае, т. е. насколько точно реакция на сумму входов данного вида равна сумме отдельных реакций на эти входы [c.168]

Компенсирующей системой (рис. 9.8, а) называется такая система, в которой человек-оператор получает единственный входной сигнал — ошибку е — разность между действительной реакцией системы у и идеальной реакцией, отвечающей задающему входному сигналу. Таким образом, компенсирующая система эквивалентна одномерному сервомеханизму (рис. 9.1), в котором задача человека — свести к нулю мгновенную ошибку, не учитывая абсолютных значений входных сигналов системы. Боль- [c.172]

Предвидящей системой (рис. 9.8, в) называется система, аналогичная преследующей, за исключением того, что человеку-оператору на дисплее предъявляются значения задающего сигнала г (О от настоящего момента времени до некоторого момента в будущем. Здесь выражение будущее относится ко времени, предшествующему тому моменту, когда будет получена реакция регулятора на соответствующий сегмент входного сигнала. Предвидящее управление более характерно для повседневных задач, чем следящее или компенсирующее управление. Модели предвидящего управления будут обсуждены в главе 13. [c.174]

Большинство исследователей [86, 103, 123] предполагает наличие в системе автоматизированного проектирования аппаратуры и математического обеспечения взаимодействия проектировщика и ЭВМ с помощью чертежа. Это позволяет работать в интерактивном режиме. При таком режиме возникает возможность диалога, в котором время реакции аппаратурного комплекса на запрос оператора не превышаете—Юс. Эта реакция типична для процесса оперативного обмена информацией. Поскольку в таких системах человек взаимодействует с аппаратурой, необходимо учитывать факторы, которые могут оказаться неблагоприятными с точки зрения пользователя. К таким факторам, например, относятся [c.12]

Следует заметить, что для того, чтобы сделать реальную оценку вероятности совершения ошибки, связанной с данной лампочкой, необходимо иметь некоторые сведения о конструкции аппаратуры, в которой используется данная сигнальная лампочка. Надежность работы человека, охватывающей внутренний процесс распознавания лампочки оператором, принята равной 0,9990. Это значение для всех внутренних реакций выбрано произвольно несомненно, что это снижает оценку надежности многих простых умственных процессов. Выходным откликом в данном случае служит действие кнопки У, обладающей следующими характеристиками [c.143]

Каждый заряд (шашка) помещен в жаропрочный кожух и в корпус из высокопрочного композиционного материала заряды изолированы друг от друга, и время начала горения каждого заряда определяется оператором (человеком или по заранее заданной программе). После сгорания твердого топлива в шашке оставшийся корпус заряда выбрасывается. Схема присоединения зарядов к сопловому устройству и само сопловое устройство могут быть различными в зависимости от назначения изделия. Например, сопловое устройство может представлять собой некоторое число осесимметрично расположенных, отдельных насадок наконец, оно может представлять собой единое осесимметричное сопло формы, схематично изображенной на рис. 6, б. Во всех случаях сила тяги, прикладываемая к соплу, создается за счет реакции отбрасываемых назад продуктов сгорания, движущихся со сверхзвуковой скоростью. Принцип его работы тот же, что и у сопла Лаваля, однако точный расчет несколько усложняется вследствие трехмерности течения. [c.26]

В качестве еш е одной причины использования случайных входных сигналов рассмотрим отслеживание человеком-оператором простой синусоиды (рис. 9.7). Оператор начинает отслеживание с небольшим запаздыванием по отношению к входному сигналу. Скоро отставание начнет уменьшаться, и, несмотря на характерное для человека время реагирования, его реакция синхронизируется с входным сигналом, причем при высокой частоте будет наблюдаться небольшое затухание реакции по сравнению со входом. Ясно, что в этом случае оператор не следит , а предчувствует синусоиду, периодически синхронизируя с ней свою реакцию. Человек-оператор даже может на короткое время закрывать глаза и при этом продолжать правильно управлять или может скачком отклоняться от фазы задающей синусоиды и возвращаться к ней, не переставая при этом следить за изображением. Приведенные выше эксперимейты как с синусоидальными, так и ступенчатыми сигналами, легко воспроизводятся в лабораторных условиях. В тех случаях, когда оказывается, что параметры меняются со временем, модель человека-оператора может являться нестационарной , но, возможно, все еще линейной. [c.172]

Таблица 11.2, взятая из работы Мак-Рюера и Крендела, иллюстрирует зависимости УнУс от г f). В ней приведены экспериментальные данные для задающих функций с различной шириной полосы частот, если динамика объекта управления может быть выражена простым коэффициентом. Отметим, что линейная корреляция, т. е. квадратный корень из отношения мощности реакции человека-оператора, линейно согласованной со входом системы, к мощности его полной реакции (11.43), изменяется у Элкинда от [c.210]

При разработке модели описывающей функции по эмпирическим данным также важно рассмотреть отношение мощности составляющей реакции человека, которая линейно коррелирована с задающей функцией, к общей мощности его реакции. Описанные выше квазилинейные модели основываются только на той составляющей и (О, которая может быть получена линейным преобразованием, действующим на г (/). Эти модели Уили УнУс менее достоверны, когда сильно отличается от единицы, т. е. когда они не могут описать основную часть реакций человека-оператора. На рис. 11.11 приведены значения для выборочных сочетаний со и /Сс, когда Ус = /Сс//<о- Сравнивая влияние на значений со и Кс и его изменение при переходе от одного оператора к другому, можно видеть, что Кс оказывает наибольшее влияние на р (для больших /Сс Р удивительно мало). Кроме того, это отношение мало [c.218]

Методы экспериментального исследования и контроля состояния челове-ка-оператора. Одна из основных характеристик оператора — надежность его труда, показателем которой служит вероятность безошибочной и безотказной работы за определенный интервал времени. Экспериментальные методы оценки надежности работы человека-оператора сводятся к статистическому анализу его правильных и ошибочных реакций при многократных повторениях испытаний, имитирующих исследуемые условия работы. Надежность оператора зависит от следующих основных факторов пригодности к управлению машиной по состоянию здоровья и психологическим качествам профессиональной подготовленности к выполнению заданной программы в нормальных и аварийных ситуациях работо- [c.377]

Системы роботов и шагающих машин могут управляться человеком-оператором, копировать движение его рук, действовать на основе жестко заданной программы или управляться ЭВМ. По-видимому, в самом ближайшем будущем роботы, манипуляторы и шагающие машины будут очувствляться . Их рабочие органы уже сейчас оснащены тактильными датчиками, обеспечивающими чувство осязания, специальными телевизионными установками, осуществляющими зрение роботов, устройствами для распознавания образов, реакции на человеческую речь и другую информацию. Проводятся опыты по использованию аналогов нейронных сетей животных и человека для управления сложными роботами. Создаются роботы со свойствами адаптации, самостоятельным [c.156]

Отличительной особенностью пневматических виброударных машин является полезное использование разрушительного действия периодиче-ских ударных импульсов.Возникающие в процессе их работы интенсивные вибрации приводят к острой проблеме защиты человека-оператора от вредного воздействия динамических нагрузок, передаваемых в виде ответной реакции черезрукояткумолотка или перфоратора на человека (рис.1) [3—5L [c.21]

На основе зависимости между механической реакцией системы обрабатываемая среда — виброинструмент и физиологическими изменениями, полученными в результате исследований, должны быть разработаны критерии оценки воздействия на организм человека-опёратора вибраций, возникающих при работе пневматических машин ударного действия, а также принципы защиты человека-оператора от динамических нагрузок, характеризующих рабочий процесс указанных механизмов. [c.27]

А/м [16]. Напряженность магнитного поля в производстве магнитов достигает 72 000 А/м. У работников водородных станций напряженность на уровне головы, груди и живота 480. . . 800 А/м. Наиболее значительная напряженность магнитных полей имеет место в специальных лабораториях для изучения ядерно-магнитного и электронно-парамагнитного резонанса, где по данным [16] у кисти рук операторов она достигает 80 000. .. 20 000 А/м, а на уровне головы, груди и живота — 4000. .. 20 000 А/м. Данные медицинских обследований показывают, что постоянное действие магнитных полей с уровнем более 24 ООО А/м приводит к некоторым профессиональным заболеваниям сосудистого характера, изменению РОЭ крови. Действие повышенных магнитных полей отражается на быстроте реакции человека на внешние раздрансители. Вместе с тем, организм больше реагирует на изменение напряженности магнитного поля, чем на ее повышенное значение, поскольку он обладает большой способностью к адаптации. [c.176]

Количественно моторные реакции характеризуются размерами моторного поля, формами траекторий движения, скоростью их осуществления, силовыми параметрами и качеством регуляции усилий в процессах движения, точностью движения и энергетическими затратами. При оценке этих характеристик применительно к условиям реального космического полета необходимо учитывать прежде всего влияние невесомости. Наблюдения за выполнением моторных операций космонавтами во время полета космических аппаратов СССР и США, а также самонаблюдения космонавтов позволяют сделать предварительный вывод в том, что длительная невесомость не создает в координации движений космонавта таких изменений, которые могли бы привести к заметному ухудшению его работоспособности [55]. Следовательно, изученные в наземных условиях характеристики могут вполне использоваться и при прогнозировании деятельности космонавтов. Правда, результаты опытов в малогабаритных гермокабинах свидетельствуют о снижении таких характеристик, как сила и скорость движений рук, точность дозирования мышечных усилий, выносливость мышц ИТ. д., но даже минимальные физические упражнения сравнительно легко это снижение компенсируют [21]. Некоторые изменения характеристик моторного выхода космонавта-оператора возможны при длительном вращении [58], однако в большей степени это относится к среднеквадратичным отклонениям и законам распределения таких величин, как время, скорость, дальность, сила и прочее, а не к их математическим ожиданиям. Как показал ряд специальных исследований [41, 42], реакция человека на длительное воздействие комплекса факторов космического полета в целом неблагоприятна. Развивается специфическое утомление, нарушается ритмика деятельности, увеличиваются число ошибок и время латентного периода реакций, снижается мышечная выносливость. [c.273]

В современных условиях дежурный по горке на основе предварительного планирования поездообразования с помощью ЭВМ имеет более широкие возможности в организации своевременного формирования составов. Однако в практической деятельности возникают значительные эмоциональные напряжения, снижающие работоспособность оператора. Наиболее характерным для труда дежурных и операторов по горке является процесс слежения за скатывающимися отцепами, который занимает большую часть рабочего времени. Ночью напряженность работы резко увеличивается в связи с замедлением реакции человека, ухудшением видимости рабочего пространства, что в конечном счете приводит к потере производительности труда. Поэтому конструкция горочных пультов должна удовлетворять современным инженерно-психологическим требованиям. [c.260]

В ряде зарубежных ОЭП с перестраиваемой структурой существенную роль играет оператор, выполняющий, как правило, две важные функции принятие решения о выборе типа ОЭП в системе, о включении этого-прибора, о режиме его работы. Например, в прицельной системе при ручном наложении визирной марки на объект оператор выполняет функции привода. В общем случае человек-оператор представляет собой нелинейную систему. Однако при низкочастотных входных сигналах реакция человека может быть линейной. В работе [147] приведены результаты исследования зрительной реакции оператора при управленив летательным аппаратом. Время переноса оператором, точки направления взгляда с прибора на прибор, составило 0,06...0,09 с по вертикали и 0,05...0,08 с по горизонтали. Среднее время фиксации точки направления взгляда, например, на высотомере составило 0,42 с, на индикаторе скорости 0,64 с. Направления сканирования зрения по приборам имеют определенный рисунок ветви которого равновероятны по угловому расположению. [c.165]

В главе 11 продолжается обсуждение идентификации, но теперь уже в частотном диапазоне. Представлены основы метода опи-сываюш,их функций и спектрального анализа, а также некоторые практические методы измерения частотных характеристик в реальном масштабе времени в процессе экспериментов с операторами. Дается обзор более ранних результатов моделирования, вместе с описанием широко принятой сейчас переходной модели Мак-Рюера. Обсуждаются некоторые приложения переходной модели, включая ситуации, при которых человек-оператор непосредственно наблюдает положение и скорость системы, как при управлении автомобилем. Затем приводятся некоторые соображения по поводу шумовых или остаточных составляюш.их реакции, т. е. компонентов, нелинейно коррелирующих со входом системы. В конце дается короткое описание того, как субъективные оценки, даваемые пилотом системам управления самолетом, коррелируют с оценками, основанными на измерении их передаточных функций в этой работе применялись частотные характеристики. [c.162]

Модели, соответствующие управлению с преследованием и предвидением (отдельное представление идеальной и действительной реакций, опережающее представление идеальной реакции), сравниваются с ранее описанными моделями компенсаторного управления (с представлением только ошибки). Обсуждаются прогнозирующие дисплеи, облегчающие человеку-оператору восприятие входа и реакции посредством предоставления априорной информации о них. Глава заканчивается подробным освещением растущей роли дисплеев, управляемых вычислительной машиной, и тенден- [c.162]

Существуют основания для сомнений в пригодности использования случайных функций в качестве входных сигналов. Если бы человек отвечал как линейная динамическая система на сигналы в виде ступенчатой и гармонической функции, то измерение характеристик его реакций значительно упростилось бы. Частотную характеристику можно было бы измерять простым сравнением амплитуды и фазы выходной и входной синусоид на одной частоте, а реакция на ступенчатую функцию сама по себе содержала бы полное описание динамических характеристик. К сожалению, хотя некоторые несложные эксперименты (типа экспериментов Эллсона и Уилера) на первый взгляд подтверждают возможность использования линейной модели, другие простые эксперименты ясно показывают, что человек-оператор представляет собой нелинейное звено в том случае, если входной сигнал не случаен, т. е. когда он имеет предсказуемую форму типа ступеньки или синусоиды. Например, рассмотрим типичные реакции человека на ступенчатый сигнал, показанные на рис. 9.6. В то время, как кривая а представляется типичной реакцией системы второго порядка с малым демпфированием (не считая большой временной задержки до момента появления выходного сигнала), кривая Ь непохожа на реакцию ни одной линейной системы, хотя такие реакции часто встречаются в экспериментах с отслеживанием человеком ступенчатых сигналов. Время от времени, когда испытуемый ожидает появления на входе ступенчатого сигнала, он начинает реагировать в неправильном направлении, а затем исправляется (кривая с). Кривая й представляет реакцию, которая часто встре- [c.171]

Применение синтезатора запаздывания для моделирования человека-оператора. Впервые синтезатор запаздывания был применен Ресвиком [85]. Он полагал, что человек-оператор квазилинеен, и записывал автокорреляционные и взаимные корреляционные данные для системы с обратной связью, в которой г (t) — входной сигнал, а у (t) — выходной. Ресвик не мог брать в качестве входного сигнала е(/),так как в замкнутой системе ошибка е (t) зависит от реакции регулятора и t). Вход человека-оператора е ) коррелирован с гипотетическим шумом, обозначенным п t), и взаимная корреляция е () vLn t) отлична от нуля. В дальнейшем мы рассмотрим вопрос идентификации путем настройки коэффициентов. [c.180]

Величины коэффициентов а,- зависят от Ус, от критерия качества функционирования рассматриваемой системы и до некоторой степени огг ( ), поскольку, хотя г (/) не влияет на асимптотическую устойчивость, переходный процесс реакции на внезапный сигнал г ) определенно будет зависеть от собственных корней контура. Если предполагается, что представляется в какой-то простой форме, то влияния различных весовых коэффициентов (а следовательно, и корни характеристического уравнения УнУс +1=0) могут быть определены обычными аналитическими методами. Конечно, в определенных пределах человек-оператор будет стремиться изменить свою собственную характеристику Ун, чтобы сохранить неизменным = с хр —Те/оо //со. Ускоряющие [c.244]

Органы управления, которыми манипулирует человек-оператор, должны быть расположены таким образом, чтобы при перемещении указателя прибора в заданном направлении он перемещал рукоятку управления в том же самом направлении. Более того, это направление должно соответствовать ожидаемому большинством пользователей например, человек предполагает, что управляющую рукоятку следует перемещать направо или вверх для увеличения количества и влево или вниз — для его уменьшения. Иногда результат ручного управления виден непосредственно, например, через ветровое стекло автомашины, и в этом случае общепринято, чтобы вращение рулевого колеса (а следовательно, и поворот транспортного средства) вправо перемещали границы видимой части пространства вправо, как это видно по отношению к обстановке на заднем плане. Но это также означает что задний план перемещается влево относительно границ ветрового стекла. Замешательство, а иногда и ошибочное управление в противоположном направлении может быть вызвано отсутствием соответствия между направлениями действий управляющих и действий отображаемых (или ожидаемых). Особенно часто такая путаница возникает, когда движения рукоятки управления и отображение лежат в ортогональных плоскостях или когда одно из них движется по кругу, а второе по прямой линии. Хотя эти соображения могут показаться относящимися к категории общепринятых истин, однако часто общепринятому уделяется недостаточно внимания. Читатель может обратиться к справочникам по реакциям человека, например, таким, как Морган, Кук, Чапанис и Лунд [72] [c.257]

Сравнение моделей выборки данных и нелинейных моделей с непрерывными линейными моделями. Существование временной разрывности преобразования стимула в реакцию при ручном управлении остается только гипотезой, за исключением задач судорожного управления, в которых она предполагается априори. Модели, включающие разрывность, действительно описывают некоторые особенности реакций человека. Однако основные вопросы, например, где лучше поместить дискретизатор на входе или на выходе модели человека-оператора, или даже есть ли вообще необходимость прибегать к таким сложным моделям в практических случаях, все еще остаются нерешенными. [c.268]

Описывающая функция оказалась очень полезной для характеристики существенных статических нелинейностей, которые имеют место в физических системах, но практическая потребность введения нелинейностей в модели ручного управления все еще очень мала, за исключением случая изменения параметров в квазилинейных моделях. Ядерная теория Винера может быть применена для описания динамических нелинейностей в этом плане она была использована Снайдером [98], но эта теория не указывает на наличие значительной нелинейной составляющей у человека-оператора, и ее трудно использовать. Однако разработка методов прямого нелинейного описания для исследования реакций человека — это только вопрос времени. [c.268]

При взаим0действ1ии человека с машиной и при сравнении возможностей оператора и машины (при замене ручного труда и в первую очередь управления автоматическими системами) в одних случаях преимущество имеет человек, в других — машина и ее система управления. Так, человек имеет преимущества при работе машины в условиях неожиданных ситуаций, по способности дать заключение о состоянии машины по отдельным симптомам, по способности учиться на опыте, по гибкости и оригинальности в действиях. Машина и ее органы могут превосходить человека по точности выполнения заданных и повторных действий, по чувствительности к сигналам, по скорости реакции, по возможности накопления в памяти ЭВМ большого числа данных и быстрого их использования для управления машиной. [c.528]

Рассматриваются некоторые вопросы действия механической вибрации яа работу че ловека-оператора. Обсуждаются модельные представления о механизма влишпш вибрации на процессы управления движениями человека. Предлагается при оценке влияния вибрацци учитывать механическую реакцию мышц. Рио, 7. библ. 15. [c.219]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...