人机系统设计思想与程序.PPT

第十三章 人机系统 第一节 人机系统概述 第一节 人机系统概述 一、人机系统含义 (1)系统：系统是由相互作用、相互依存的要素（部分）组成的、具有特定功能的有机整体。 (2)人机系统：由相互作用、相互依存的人和机器两个子系统构成的，且能完成特定目标的一个整体系统。 例如: 人骑自行车；人驾驶汽车；人操纵机器；人使用计算机 第一节 人机系统概述 二、人机系统基本模式 基本模式组成 ： 人的子系统 机器的子系统 人机界面 第一节 人机系统概述 1.按有无反馈控制分类 反馈是指系统的输出量与系统输入量结合后重新对系统发生作用。 (1)闭环人机系统 也叫反馈控制人机系统，其特点是：系统的输出直接作用于系统的控制。 (2)开环人机系统 特征是：系统中没有反馈回路，系统输出不对系统的控制发生作用，所提供的反馈信息不能控制下一步的操作。 第一节 人机系统概述 2.按系统自动化程度分类 　　（１）手工操作系统 人使用机械与工具工作，但机械与工具不具备动力，动力源是体力，控制凭技能。 第一节 人机系统概述 2.按系统自动化程度分类 　（2）半自动化系统 这种系统中，人操纵具有动力的设备工作。如，操纵机床加工零件。 第一节 人机系统概述 2.按系统自动化程度分类 （3）自动化系统 机器完全代替了人的工作，人只起启动、停止、编程、监控、修理、调试作用。 第一节 人机系统概述 3.按人机结合方式分类 人机串联：人与机特性相互增强、干扰 人机并联：人与机特性相互补充，人以监视、管理为主，自动化系统多采用该模式。 人机串并联混合：运用比较多的模式，具有两个方面特性 第二节 人机系统设计思想与程序 第二节 人机系统设计思想与程序 一、人机系统设计思想的发展 让人来适应机器的设计思想 先设计好机器，再根据机器运行要求来选拔和培训人。 让机器适应人的设计思想 设计中考虑人的问题，根据人的特性，设计出符合人操作的机器设备、器具，最醒目的显示器，最方便使用的控制器等。 人与机器相互适应的系统设计思想 研究人与机之间相互适应问题，在机器和人中间进行合理的功能分配，从而达到系统的最佳匹配 第二节 人机系统设计思想与程序 第二节 人机系统设计思想与程序 二、人机系统设计程序 （一）人-机系统的目标 在设计一个系统时，首先必须确定它作为一个整体所体现的目标，然后再讨论为达到该目标，系统应该具备什么样的功能。 例如，设计或开发一个生产系统，首先应确定生产系统的目标是制造目标市场需要的产品。 用户基本需求：品种款式、质量、数量、价格、服务、交货日期 ，进行市场细分的企业，产品要具有一定特色以满足目标市场提出的特殊要求 要求生产系统：具有创新、质量、弹性(适应性)、成本、继承性、按期交货等功能。 （二）人与机器的功能分析 1．人机特性比较 第二节 人机系统设计思想与程序 2.人优于机器的功能 1）在感知觉方面，人的某些感官的感受能力比机器优越 人听觉器官对音色的分辨力，嗅觉器官对某些化学物质的感受性等都优于机器。 2）人能运用多种通道接受信息 而机器只能按设计的固定结构和方法输入信息。 3）人具有高度的灵活性和可塑性，能随机应变，采用灵活程序。 而机器应付偶然事件的程序是非常复杂的。 因此，任何高度复杂的自动系统都离不开人的参与。 第二节 人机系统设计思想与程序 2.人优于机器的功能 4）能长期大量储存信息并能综合利用记忆信息进行分析和判断。 5）人具有总结和利用经验，除旧创新，改进工作的能力。 6）人能进行归纳推理。 7）有感情、意识和个性，具有能动性，能继承人类历史、文化和精神遗产。 第二节 人机系统设计思想与程序 3．机器优于人的功能 1）机器能平稳而准确地运用巨大动力 而人受身体结构和生理特性的限制，可使用的力量较小。 2）机器动作速度快、信息传递、加工和反应的速度快 3）机器精度高，产生的误差可随机器精度提高而减小 而人的操作精度不如机器，对刺激的感受也有限。 4）机器稳定性好，做重复性工作不存在疲劳和单调问题 人的工作易受身心因素和环境条件等影响，因此在感受外界作用和操作的稳定性方面不如机器。 第二节 人机系统设计思想与程序 3．机器优于人的功能 5）机器的感受和反应能力一般比人高 如机器可以接受超声、辐射、微波、电磁波和磁场等信号； 还可以做出人做不到的反应；如发射电讯信号、发出激光等。 6）机器能同时完成多种操作，而且可以保持