СОВМЕСТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБЪЕКТОМ В ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ: МОДЕЛИ И РЕАЛИЗАЦИИ

Аннотация

Под «совместным управлением» в статье понимается процесс организации целенаправленного воздействия на некоторую часть среды, называемую объектом управления, в результате которого удовлетворяются потребности субъекта, взаимодействующего с этим объектом. Субъект, находящийся в контуре управления эргатической системы - человек-оператор вырабатывает управляющие воздействия на объект и реализует их с помощью органов управления человеко-машинного интерфейса. При совместном управлении объектом подобные воздействия на объект вырабатываются также автоматическим устройством - автоматом. На основе дискретной модели действий человека-оператора предлагается организовать совместное управление объектом так, чтобы управляющие воздействия, исходящие от человека-оператора и от автомата, суммировались с помощью органа управления командоаппарата человеко-машинного интерфейса. Человек может корректировать действия автомата или полностью взять на себя управление объектом, а автомат через орган управления командоаппарата информирует человека-оператора о своих намерениях и берет на себя управление объектом, если человек-оператор по какой-либо причине от него устраняется. Для реализации таких возможностей совместного управления традиционные командоаппараты человеко-машинного интерфейса не подходят. В связи с этим рассматриваются принципы построения и предлагаются изобразительные модели новых командоаппаратов человеко-машинного интерфейса. С учетом особенностей таких командоаппаратов построены математические модели их действия, совмещаемые с математической моделью объекта. На основе этих моделей получено математическое представление эволюции состояния объекта через множество элементарных движений, выстраиваемых в определенную последовательность в едином для них многомерном пространстве состояний. Каждое элементарное движение описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями. Последовательность элементарных движений отображается в пространстве состояний в виде непрерывной траектории, а изменение состояния объекта характеризуется движением изображающей точки по этой траектории. Разработанная обобщенная модель удобна для рационального распределения функций управления между человеком-оператором и автоматом в эргатической системе, а также для использования программных средств искусственного интеллекта при построении последовательности элементарных движений, когда изменяются цели и условия функционирования системы. Математические модели элементарных движений представляют возможность выполнения расчетов оптимального управления на ЭВМ. В статье приведены результаты натурных экспериментов, подтверждающих возможность и целесообразность применения совместного управления движением судна в ситуациях повышенной опасности при вводе судна в шлюз.

Ключевые слова

эргатическая система, человек-оператор, объект управления, совместное управление, математическая модель, элементарное движение

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Совмещенное управление (управление через САУ) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ooobskspetsavia.ru/2015/11/16/sovmeshhennoe-upravlenie-upravlenie-cherez-sau/ (дата обращения: 27.02.2018).
Тырва В. О. Особенности эргатической системы совместного управления техническим объектом / В. О. Тырва // Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2017. - С. 438-443.
Доронин А. М. Человеко-машинное взаимодействие и его показатели / А. М. Доронин, Д. А. Романов, М. Л. Романова // Вестник Адыгейского государственного университета. - 2005. - № 4. - С. 244-250.
Денисов В. Г. Инженерная психология в авиации и космонавтике / В. Г. Денисов, В. Ф. Онищенко. - М.: Машиностроение, 1972. - 316 с.
Коренев Г. В. Цель и приспособляемость движения / Г. В. Коренев. - М.: Наука, 1974. - 528 с.
Поспелов Д. А. Ситуационное управление: теория и практика / Д. А. Поспелов. - М.: Наука, 1986. - 228 с.
Стюарт Р. Искусственный интеллект: современный подход / Р. Стюарт, Н. Питер. - 2-е изд. - М.: Изд. дом «Вильямс», 2006. - 1408 с.
Макаров И. М. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы управления / И. М. Макаров [и др.]. - М.: Наука, 2006. - 333 с.
Shub Y. Differences between left-and right-hand reaction time rhythms: indications of shifts in strategies of human brain activity / Y. Shub, I. E. Ashkenazi, A. Reinberg // Cognitive brain research. - 1997. - Vol. 6. - Is. 2. - Pp. 141-146. DOI: 10.1016/S0926-6410(97)00025-6.
Тырва В. О. Трансформированные уравнения динамики судна / В. О. Тырва, Э. Б. Якимов // Материалы международной НПК «Водные пути России: строительство, эксплуатация, управление». - СПб.: ФГОУ ВПО СПГУВК, 2009. - С. 301-305.
Кулибанов Ю. М. Исследование режимов движения судов проекта 507 при шлюзовании / Ю. М. Кулибанов, В. Н. Бачернихин, В. О. Тырва // Материалы XXVIII научно-технической конференции ЛИВТ. - Л.: ЛИВТ, 1974. - С. 52-55.
Тырва В. О. Оптимизация управления движением судна в технологическом процессе шлюзования / В. О. Тырва // Материалы Всероссийской науч.-практ. конф. «Проблемы развития транспортной инфраструктуры северных территорий». - Котлас: ГУМРФ, 2014. - С. 22-29.
Почему Су-35 самый опасный истребитель в мире? [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.kramola.info/vesti/novosti/pochemu-su-35-samyy-opasnyy-istrebitel-v-mire (дата обращения: 23.08.2017).
Тырва В. О. Согласование элементарных движений объекта по условиям оптимальности в автоматизированном электроприводе / В. О. Тырва // Труды IX Международной (XX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2016. - Пермь: Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2016. - С. 215-219.

Об авторах

Тырва Владимир Оскарович - кандидат технических наук, доцент

kaf_electroprivod@gumrf.ru. v.tyrva@mail.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»