ИМИТАЦИОННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫМ СРЕДСТВОМ ДЛЯ МТО

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ В соответствии с изученными концептуальными положениями исследований по разработке типовых учебно-тренировочных средств [3, 4], определен комплекс составных частей применительно к объекту моделирования. Основой которого является система управления учебно-тренировочным средством (СУ УТС). В связи с этим выполнены мероприятия по разработке имитационной математической модели (ИММ) системы управления учебно-тренировочным средством для мастерской технического обслуживания, которая позволит охватить все основные процессы, проходящие при использовании мастерской технического обслуживания (МТО) по назначению и соответствующие связи между ними. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Целью исследования является описание процесса разработки имитационной математической модели системы управления учебно-тренировочным средством для подготовки экипажей мастерской технического обслуживания и ее функционирования. МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ Для реализации адекватного функционирования ИММ СУ УТС МТО разработаны алгоритмы работы системы управления учебно-тренировочным средством, позволяющие реализовать общую последовательность функционирования УТС, с учетом особенностей работы на различных режимах, порядка действий подготавливаемого специалиста и оценки выполнения задания, что является одной из важнейших задач, решаемых при построении имитационной модели [5, 6]. Блок-схема алгоритмов последовательности функционирования УТС на различных режимах представлена на рисунке 1. Основными режимами работы учебно-тренировочного средства являются: «обучение», «самоконтроль» и «контроль». Алгоритмы функционирования системы управления УТС описывается передаточной функцией представленной на рисунке 2 На представленной схеме введены следующие параметры: X - оператор; C - массив требуемых действий (шагов) упражнения; U - массив действия оператора; E - массив ошибочных действий; n - номер действия; e - количество ошибочных действий оператора; a - текущее действие оператора; f - сообщение о завершении упражнения; m - итоговая оценка. Имитационная модель СУ УТС для МТО реализована на основе разработанных алгоритмов, которая позволит адекватно осуществить управление УТС, а так же обеспечить количественную оценку эффективности, как программного обеспечения, так и технических решений применяемых при разработке тренажерных средств [7]. На основе приведенных уравнений и алгоритмов реализована имитационная модель в среде Matlab/Simulink [2]. Все алгоритмы и взаимосвязи оформлены в виде блоков, входными параметрами которых являются потоки событий (β, δ, α, γ, µ, υn, Pn) возникающие при воздействии оператором на органы управления УТС при выполнении норматива, а выходными - сигналы (dif ) для управления имитационной части УТС и оценочные показатели эффективности выраженные в вероятности (Pn) и интенсивности (τ) освоения МТО при подготовке с использованием УТС. Элементы имитационной модели показаны на рисунке 3. Численное моделирование функционирования учебно-тренировочного средства осуществляется посредством блоков «Система линейных дифференциальных уравнений» и «Алгоритм работы учебно-тренировочного средства» являющиеся основой ИММ СУ УТС для МТО, путем преобразования в данных блоках, после поступления сигналов на вход 1(F0) - 12 (betta). В блоке «Библиотека» осуществляется сравнения входных параметров и выдаче сигналов в виде оповещения оператору на монитор, с последующим выставлением оценки обучаемому. Учитывая, что деятельность экипажа по использованию МТО по назначению состоит из ряда этапов, то программное обеспечение УТС можно разделить на соответствующее количество взаимосвязанных программных блоков [7]. На основании этого предложена структурно-функциональная схема представленная на рисунке 4. Перечисленные программные блоки связаны между собой и блоком «библиотека», и вступают в работу в определенной последовательности. Реализация структурно-функциональной схемы выполнена в виде программного обеспечения УТС для МТО [8] и представлено на рисунке 5. После окончания выполнения всех действий оператора на основе полученных данных и информации о выполнении предыдущих этапов, по установленным показателям, программное обеспечение блока «оценка» формирует оценочную ведомость выполнения задания и предоставляет ее оператору. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Разработанная имитационная модель системы управления учебно-тренировочного средства для МТО в результате ее применения позволит не только выполнять функцию управления УТС, но и произвести оценку эффективности предложенного программного обеспечения и комплекса технических решений, что важно при принятии решения на этапе разработки, а в дальнейшем, при внедрении УТС в различных условиях подготовки экипажей подвижных средств восстановления. Рис. 1. Блок-схема алгоритма функционирования системы управления УТС в режиме «обучение» «самоконтроль» «контроль» Рис. 2. Алгоритмы реализации передаточной функции в режимах «обучения», «самоконтроля» и «контроля» Рис. 3. Имитационная математическая модель СУ УТС для МТО Рис. 4. Структурно-функциональная схема программного обеспечения УТС для МТО

Об авторах

Игорь Юрьевич Шевченко

Омский автобронетанковый инженерный институт

Email: igor7485@bk.ru
адъюнкт

Список литературы

Дополнительные файлы