在人机系统中操纵人员被看作系统中的一个元件。操作人员通过感觉器官(视、听、触、嗅、味)接收来自机器的信息,了解其意义并予以解释,或先进行计算,再把结果与过去的经验和策略进行比较,然后作出决策。
作出决策后,人通过控制器官(手、脚等)去操纵机器的操纵器,如开关、按钮、操纵杆、操纵盘、光笔或呼口令等,来改变机器的运转情况。机器随即发出新的信息,如此重复不断。人机系统不是孤立存在的,而是存在于某种环境之中。环境特性影响人的效率和行为。环境因素包括温度、湿度、噪声、照明、加速、振动、污染和失重等。
设计人机系统时,要把人和机器作为一个整体来考虑,合理地或最优地分配人和机器的功能,保证系统在环境变动下达到要求的目标。有些人机系统能用定量的系统分析和系统综合的方法进行设计。一个简单系统,如一位操纵人员和一台机器构成的单参数跟踪系统,操纵人员被看作是系统中一个元件,可用定量方法,即用传递函数或其他数学方法近似表达操纵人员的动态特性,建立操纵人员的准线性数学模型;用控制理论方法对操纵人员的传递函数,和机器的传递函数进行综合,便可得到调节品质合乎要求的稳定的人机跟踪系统。
建立人机系统,必须考虑以下五个方面:人员选择训练(包括训练设备)、设备设计、操作程序和环境。建立复杂的人机系统,除了这五个方面外,还要考虑人机系统的系统性能、人和机器的特性等,采用系统科学或信息科学的方法来设计和分析,然后进行系统试验,检查系统性能和操纵人员操纵的难易程度。
一般说来,人机系统要反复试验和使用才能逐渐完善。人机系统中,操纵人员是人机系统中的主体,设计和运用人机系统时应当充分发挥人在人机系统中的能动和主导作用。设计人员要和操纵人员密切配合,使人机系统达到要求的性能和指标,同时保证操纵人员操纵简便。安全舒适和提高系统工效
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