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研究生:梁永欣
研究生(外文):Yeong-Shin Liang
論文名稱:人之左右手補償追蹤行為的差異
論文名稱(外文):Difference of Human Compensatory Tracking Behavior Between the Left and Right Hands
指導教授:景鴻鑫景鴻鑫引用關係
指導教授(外文):Hung-Sying Jing
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:航空太空工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:122
中文關鍵詞:敏捷度精確度左右手補償追蹤
外文關鍵詞:compensatory trackingleft and right handsprecisionagility
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本研究的目的在瞭解人的左右手補償追蹤行為的差異。針對當人使用搖桿來進行補償追蹤時,左右手操控特性的差異進行研究。本研究隨機選取十五位成大學生,透過手控搖桿來進行補償追蹤實驗,本研究經由實驗結果求得補償追蹤行為之傳遞函數。並定義出二個參數:精確度與敏捷度來描述人的補償追蹤行為之能力。進一步探討人的左右手補償追蹤行為之差異。初步結果顯示,反應延遲時間隨著頻寬增加而縮短,其中右手的反應延遲時間普遍較左手為短。增益值隨著頻寬增加而減少,其中左右手之間的差距隨著目標訊號頻寬增加而減少。增益跨越頻率在低頻時隨著頻寬的增加而增加,此時右手的增益跨越頻率高於左手,表示右手有較好的快速反應能力。但是當頻寬增加到某個程度,會有明顯的退化現象產生,此時左右手的增益跨越頻率便趨向一致,表示在退化現象產生後,左右手的快速反應能力並無明顯差異。在精確度與敏捷度方面,隨著頻寬變化的左右手之增益值與增益跨越頻率經F檢定為顯著差異,在精確度方面,經由t檢定為顯著差異,在敏捷度方面,t檢定為不顯著差異,表示人的左右手補償追蹤行為是有其差異性存在的。
The objective of this research is to understand the difference in human compensatory tracking behavior between the right and left hands. This research is aimed at the difference in control performance about hands of human when using sidestick. Fifteen students are randomly chosen to run the tests. The performance together with the transfer functions of the compensatory tracking behavior are evaluated for both hands. Two parameters: precision and agility are defined to describe the overall ability of human compensatory tracking behavior. It was found that the reaction time delay shortened with the bandwidth increased. The reaction time delay of right hand is generally better than the left hand. The gain value decayed exponentially with the bandwidth increased. The difference of the hands decreases as the target signals bandwidth increase. The gain crossover frequency rose with the increasing bandwidth and the gain crossover frequency of right hand is better than the left hand. But when the bandwidth increased over certain value, the gain crossover frequency decreased quickly and the difference of the hands become smaller. The gain value and the gain crossover frequency of hands as the bandwidth increased are significantly different by F test. As for the precision, the right and left hands are different significantly by t test. For the agility, the right and left hands are not significantly different by t test. It means that actually there is difference compensatory tracking between the right and left hands.
中文摘要………………………………………………………………………i
英文摘要………………………………………………………………...……ii
誌謝…………………………………………………………………………..iii
目錄………………………………………………………………….……….iv
表目錄………………………………………………………………………..vi
圖目錄……………………………………………………………………….vii
附錄…………………………………………………………………………..ix
符號說明……………………………………………………………………...x
第一章 緒論………………………………………………………………...1
1-1 研究背景…………………………………………………………..1
1-2 文獻回顧…………………………………………………………..3
1-3 研究動機與目的…………………………………………………..7
第二章 研究方法…………………………………………………………...9
2-1 實驗之設備與配置………………………………………………10
2-2 實驗進行過程……………………………………………………13
2-3 參數識別…………………………………………………………15
2-3-1 輸出誤差法………………………………………………15
2-3-2 基因演算法………………………………………………16
2-3-3 差異檢定…………………………………………………20
第三章補償追蹤行為參數之定義與應用……………………………….21
3-1 參數之定義………………………………………………………21
3-1 參數之應用………………………………………………………27
第四章 左右手補償追蹤行為之結果與討論…………………………….31
第五章 結論與建議……………………………………………………….36
參考文獻…………………………………………………………………….39
表…………………………………………………………………………….42
圖…………………………………………………………………………….52
附錄一……………………………………………………………………….75
附錄二……………………………………………………………………….83
附錄三……………………………………………………………………….91
附錄四……………………………………………………………………….99
附錄五……………………………………………………………………...107
附錄六……………………………………………………………………...115

表 目 錄
表4-1 受試者基本資料…………………………………………………….42
表4-2 反應延遲時間……………………………………………………….42
表4-3 增益值……………………………………………………………….45
表4-4 增益跨越頻率……………………………………………………….47
表4-5 正規化之補償追蹤行為參數平均值的F檢定結果……………….50
表4-6 補償追蹤行為參數的t檢定結果…………………………………..51

圖 目 錄
圖1-1 飛行員之操控動作與航機飛控系統交互作用示意圖…………….52
圖1-2 人機迴授控制系統方塊圖………………………………………….52
圖2-1 實驗設定畫面……………………………………………………….53
圖2-2 實驗進行畫面……………………………………………………….54
圖2-3 目標訊號與追蹤訊號之初步結果關係圖………………………….55
圖2-4 Yc=Kc時的開迴路系統波德圖……………………………………..56
圖2-5 編碼型基因演算法流程圖………………………………………….57
圖2-6 編碼型基因演算法收斂圖………………………………………….58
圖3-1 補償追蹤實驗之初步結果………………………………………….59
圖3-2 反應延遲時間隨目標訊號頻寬變化之關係圖…………………….64
圖3-3 增益值隨目標訊號頻寬變化之關係圖…………………………….65
圖3-4 增益跨越頻率隨目標訊號頻寬變化之關係圖…………………….66
圖3-5 ωi=0.8ωc與增益跨越頻率貼合曲線交點之關係圖………………67
圖3-6 增益跨越頻率極大值與ωi=0.8ωc交點之比較圖…………………68
圖3-7 誤差訊號便異數與輸入訊號便異數之比隨目標訊號頻寬變化….69
圖3-8 雙手協調測試儀…………………………………………………….70
圖3-9 處置判斷測試儀…………………………………………………….70
圖3-10 區辨反應測試儀…………………………………………………...70
圖3-11 McRuer與成大學生的實驗數據之比較………………………….71
圖4-1 典型受試者之反應延遲時間隨目標訊號頻寬變化之關係圖…….71
圖4-2 典型受試者之增益值隨目標訊號頻寬變化之關係圖…………….72
圖4-3 典型受試者之增益跨越頻率隨目標訊號頻寬變化之關係圖…….72
圖4-4 正規化的反應延遲時間平均值隨目標訊號頻寬變化之關係圖….73
圖4-5 正規化的增益值平均值隨目標訊號頻寬變化之關係圖………….73
圖4-6 正規化的增益跨越頻率平均值隨目標訊號頻寬變化之關係圖….74

附 錄
附錄一 反應延遲時間隨目標訊號頻寬變化之關係圖…………………...75
附錄二 增益值隨目標訊號頻寬變化之關係圖…………………………...83
附錄三 增益跨越頻率隨目標訊號頻寬變化之關係圖…………………...91
附錄四 正規化之反應延遲時間隨目標訊號頻寬變化之關係圖………...99
附錄五 正規化之增益值隨目標訊號頻寬變化之關係圖……………….107
附錄六 正規化之增益跨越頻率隨目標訊號頻寬變化之關係圖……….115
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