Глава 9. поненты в следящую систему может помочь оператору следить за соответствующим маршрутомпоненты в следящую систему может помочь оператору следить за соответствующим маршрутом. Спейт и Бикердайк [38] показали, что добавление небольшой по амплитуде ускоряющей компоненты в систему регулирования нулевого порядка дает положительный эффект. Однако этот результат может быть обусловлен асимметричным переносом или диапазонным эффектом, поскольку он не подтвердился в эксперименте, план которого предусматривал межгрупповое сравнение данных. Более того, даже если добавление ускоряющей компоненты помогает слежению, пока истребитель догоняет самолет, это преимущество может исчезнуть, когда высота уже набрана и необходимо начинать торможение. В этом случае, чтобы соответственно замедлить движение управляемого курсора, оператор должен перевести рукоятку органа управления за ее центральное положение. При этом могут возникнуть сложности, связанные с компонентой регулирования нулевого порядка. Временные задержки системы управления. Влияние ответных воздействий оператора на управляемую систему может запаздывать во времени. Такую задержку, вносимую органом управления, следует отличать от задержки индикации, когда влияние на систему происходит немедленно, но изменение ее состояния не сразу показывается оператору. В системах нулевого порядка задержки управления обычно приносят вред. Их отрицательное влияние на деятельность может иметь место даже тогда, когда задержки непосредственно не воспринимаются оператором. Характер ухудшения деятельности зависит от природы функции временной задержки. Простейший случай — задержка передачи: действие оператора и его влияния на систему разделены постоянной задержкой. Экспоненциальная задержка.— результат однополюсной низкочастотной фильтрации (рис. 9.11, а): когда оператор производит ответное действие, оно сразу же, хотя и незначительно, влияет на систему. Однако полное влияние ответа наступает несколько позже. «Постоянная времени» эквивалентного фильтра равна периоду между ответом оператора и тем моментом времени, когда его влияние на систему достигает 67% конечного значения. Поскольку экспоненциальная задержка отражает влияние низкочастотного фильтра, включенного между органом управления и регулируемой системой, ясно, что системы с экспоненциальной задержкой устраняют высокочастотные компоненты ответов оператора. Сигмоидная задержка отражает эквивалентный эффект двухполюсного низкочастотного фильтра. Такой фильтр имеет более крутую характеристику для высоких частот по сравнению с однополюсным фильтром, потому когда орган Ручное управление и слежение Управляющее отчете Входной, сигнал от органа управления Т Т Сигнал выходе —о о- Т X
Сигнал dp на выходе J- о
Относительное действие на систему как функция времени а 100'/.-67%- Относительное действие на систему пак функция времени Рис. 9.11. Временные задержки, вводимые фильтрацией органа управления (а — экспоненциального типа; б — сигмоидиого типа). управления дает сигмоидную задержку, высокочастотные компоненты ответов оператора подавляются более эффективно. Задержки передачи оказывают вредное влияние, потому что они требуют от оператора умения предвидеть ход событий. Связанные с этим затруднения и ухудшение деятельности возрастают при усложнении входных сигналов и появлении в них высокочастотных составляющих. В случае непредсказуемых и высокочастотных сигналов даже небольшие задержки передачи приводят к распаду деятельности. Если сигналы полностью предсказуемы, оператор может компенсировать известные ему задержки передачи в управляемой системе. Эффективность такой компенсации снижается с увеличением задержки. Экспоненциальные и сигмоидные задержки обычно (но, как отмечалось выше, не всегда) ухудшают деятельность оператора. Это объясняется несколькими причинами. Во-первых, оба типа задержек существенно снижают усиление органа управления: большое перемещение последнего оказывает незначительное влияние на систему (по крайней мере в начале управления). Во-вторых, чтобы компенсировать замедление влияния
|
