Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Для нелинейных нисходящих характеристик подпружинива-яия наиболее благоприятные оценки были получены только для времени тонких регулировок. В системах нулевого и первого порядка время грубых регулировок приблизительно одинаково для линейных и нисходящих характеристик подпружинивания
[28]. Благодаря нисходящим характеристикам подпружинивания оператор получает более полную информацию о нулевом положении, что требуется в системах управления по скорости и ускорению. В дискретных органах управления, таких, как клавиатуры и кнопки, об осуществлении действия свидетельствует возрастание сопротивления и затем его резкое падение. Такая проприоцептивная обратная связь часто дополняется акустической обратной связью.
8.5.3. Чувствительность органа управления
Благодаря своим адаптационным возможностям человек может в значительной степени приспосабливать свои действия к чувствительности органа управления («усилению») V. Функцио-
Проектирование органов управления
313
нальная зависимость между ошибкой слежения и усилением представляет собой U-образную кривую с достаточно широкой областью практически постоянного качества управления. Увеличение ошибки слежения происходит только при относительно большом или малом усилении. Выбор величины усиления зависит в основном от того, на что больше делается упор — на скорость или на точность. Для подбора оптимальной чувствительности органа управления необходимо знать динамическую функцию системы Hs(s). В системах высокого порядка для компенсации значительных отклонений усиление должно быть большим. Значение усиления зависит и от стабильности системы в целом. При нелинейном усилении, т. е. когда при незначительном смещении органа управления усиление небольшое, а при значительном смещении усиление возрастает, наблюдается улучшение управляющей деятельности. Было показано, что использование органов управления с нелинейным усилением может улучшить деятельность слежения на 10% и уменьшить время осуществления управляющих движений на 25% [17].
8.5.4. Активные органы управления
Посредством активных органов управления оператор получает информацию о состоянии системы. Например, активным органом управления при управлении автомобилем является увеличение возвратного момента в зависимости от скорости. По сравнению с пассивными органами управления наличие обратной связи о состоянии системы (рис. 8.14), оказывающей влияние на динамику органа управления, приводит к более высокому уровню деятельности и уменьшению напряжения и перегрузки оператора. Преимущества активных органов управления проявляются лишь при управлении высокочастотными и сложными системами.
Функционирование активных органов управления основывается на том, что оператор передает усилие на орган управления, тогда как смещение органа управления определяется системой обратной связи. При этом, как показано в работе [26], смещение может создаваться воздействующим устройством пропорционально ошибке слежения (рис. 8.14). Этот принцип вынуждает оператора совершать управляющие действия в совершенно специфическом направлении. Активный орган управления может использоваться для передачи не только количественной, но и качественной информации, например механических вибраций в качестве предупреждающей информации.
314 Глава 8
8.5.5. Влияние механических вибраций
При воздействии механических вибраций эффективность деятельности может быть повышена за счет определения наиболее подходящей динамики органа управления для систем разного типа. Для систем управления по положению и по скорости предлагаются демпфированные органы управления для подавления вызванных вибрациями движений лучезапястного сустава, а для систем управления по ускорению — изометрические органы управления [29]. В случае латеральных высоких частот (более 4 Гц) вибрации руки в большей степени подавляются
в
Рис. 8.14. Системы искусственной чувствительности (активные органы управления): а — блок-схема системы; б — блок-схема с силовым управлением и обратной связью посредством смещения; в — система с силовым управлением, когда обратной связью создается смещение, пропорциональное ошибке слежения.
при использовании органов управления с подпружиниванием, чем при использовании изометрических органов управления, тогда как при низких частотах наблюдается обратная зависимость [1].
8.6. Кодирование органов управления
Кодирование органов управления проводится с целью их быстрой и безопасной идентификации. Оно основывается на способности зрительного и тактильного распознавания органов управления с различными функциями. Кодирование может осущест-
Проектирование органов управления
315
вляться цветом, формой, структурой поверхности, величиной, положением, текстом или символами. По эстетическим и физиологическим причинам кодирование цветом не может быть основным, поскольку восприятие цвета в значительной степени зависит от освещенности рабочего места, а также из-за достаточно часто встречающихся нарушений восприятия цвета. Используя комбинацию, например, из кодирования символами и цветового кодирования, можно компенсировать имеющиеся в том или другом виде кодирования недостатки. При кодировании цветом необходимо иметь в виду, что цветам приписывается некоторое значение (например, красный — опасность, желтый — осторожно, внимание). Кодирование органов управления посредством формы и структуры поверхности облегчает зрительную и тактильную идентификацию (о кодировании формой и структурой поверхности см. работы [10, 36]). Тактильная информация сохраняется даже без зрительного контакта и при плохой освещенности.
