Технические звенья эргаматов описываются обыкновенными дифференциальными уравнениями вида:
,
где: 
- состояние выходных переменных объекта управления,
- состояние входных управляющих переменных объекта управления,
- возмущающее воздействие на объект.
В частности, к таким системам относятся системы: «оператор – летательный аппарат» или «оператор – имитатор объекта».
Наибольшие трудности при аналитических исследованиях возникают вследствие того, что к настоящему времени процесс формирования управляющих воздействий оператора на основе сравнения информационной и концептуальной моделей недостаточно изучен. В связи с этим затрудняется использование многих известных методов теории управления для анализа, например, динамики полета управляемого оператором объекта [3…7]. Недостаточное качество обучающих комплексов также объясняется отсутствием требуемого информационного подобия указанных выше двух систем (слабая изученность и формализация взаимодействий оператора и объекта управления в замкнутой системе). Во многих случаях предполагается, что оператор, как звено системы управления, имеет одну входную величину 
(на индикаторе представляется лишь одна величина; оператор является одноканальным звеном). Однако внешнее впечатление многоканальности налицо, так как частота переключения внимания у человека может быть достаточно высокой.
Результатом когнитивного анализа [1,2] является орграф (рис.1)
Рис.1. Орграф транспортной эргатической системы:
1 – усилия на органах управления, 2 – изменение положения объекта относительно
внешних ориентиров, 3 – акселерационная информация, 4 – изменение положения объекта, характеризуемое показаниями приборов
Как видим, структурная схема всего эргамата представляется в виде, приведенном на рис.2.
Рис.2.Структурная схема эргамата:
- входной и 
- выходной сигналы для звена «человек-оператор»
Человек-оператор собирательно определяется как совокупность, состоящая из системы отображения информации, человека и органов управления. Структура звена «человек-оператор» представляется в виде, приведенном на рис.3.
Рис.3. Структурная схема оператора
В режиме компенсаторного слежения индикатор показывает лишь рассогласование между входной и выходной величинами 
. Функция человека-оператора сводится к уменьшению ошибки до нуля (директорное управление).
Известно описание операторской деятельности человека на основе обобщенной рабочей характеристики:
.
Это исчерпывающая характеристика человека как звена системы (определяет время, в течение которого человек может выполнить над сигналом, характеризуемым оператором 
, преобразования, характеризуемые оператором 
, с точностью 
).
Операторами и характеризуется операторская деятельность человека:
, 
.
Оператор указывает, какой сигнал по сравнению с некоторым опорным сигналом 
поступает к человеку. А оператор указывает, какие функциональные преобразования выполняет человек над этим сигналом с точностью до (в зависимости от при одном и том же 
резко изменяется характер операторской деятельности человека). К сожалению, остаются открытыми вопросы о структуре опорного сигнала и степени коррелированности от .
Ниже на примере продольного движения предлагается структурная схема замкнутой системы (рис.4), в определенной степени позволяющая выяснить указанные вопросы.
Рис.4. Структурная схема управления продольным движением:
- передаточная функция анализатора, 
- передаточная функция моторной части оператора, сумматор – сравнивающее «устройство» центральной нервной системы
Можно показать,
;
, 
.
Так что
.
Решением уравнения идентификации в частотной области по синхронным измерениям 
и определяется обобщенная передаточная функция системы, которая обычно и используется в качестве приближения передаточной функции объекта (участие человека в системе не учитывается):
,
;
содержит коррелированный с 
сигнал (изображение - 
).
Легко показать,
.
Здесь 
– изображение коррелированного с 
сигнала. Если бы не зависел от (разомкнутая система), то 
при определении 
; 
можно рассматривать как задающее воздействие.
Если 
(система разомкнута), то 
( никогда тождественно не обращается в нуль). Верно и обратное, если , то 
.
Таким образом, если 
, то ; управление объектом осуществляется по разомкнутому каналу. И обратно, если управление объектом производится по разомкнутому каналу, то . Если для директорного режима 
, то по 
и определяется . Мысль об управлении объектом по разомкнутому каналу не нова. Здесь дается лишь один из возможных способов для установления этого факта.
Далее. Пусть по синхронным измерениям и 
в процессе нормальной эксплуатации имитатора определена частотная передаточная функция 
; по ее асимптотической характеристике можно определить и параметры 
. Пусть также одним из способов экспериментально определена передаточная функция собственно имитатора 
. По изложенному выше тогда можно определить часть 
выходного сигнала, коррелированную с . По и всегда можно подобрать 
так, что:
;
определена по данным нормальной эксплуатации самолета, вычислена с использованием данных эксперимента на имитаторе.
Из полученного соотношения непосредственно вытекает методика идентификации самолета по данным нормальной эксплуатации [3].
Рецензенты:
Логанина В.И., д.т.н., профессор, зав.кафедрой управления качеством и технологий строительного производства Пензенского государственного университета архитектуры и строительства, г. Пенза;
Кошев А.Н., д.х.н., профессор, профессор кафедры информационно-вычислительных систем Пензенского государственного университета архитектуры и строительства, г. Пенза.
Библиографическая ссылка
Гарькина И.А., Данилов А.М., Нашивочников В.В. КОГНИТИВНЫЕ МОДЕЛИ ЭРГАМАТА // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-1. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18702 (дата обращения: 12.09.2024).