Устройство для определения значений функции принадлежности

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения значений функций принадлежности нечеткой переменной Y, являющейся функцией нескольких нечетных переменных. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит элементы 1-3 задержки, элементы ИЛИ 4-6, группу датчиков 7 1 - 7 N равномерно распределенных случайных чисел, группу множителей 8 1 - 8 N, группу умножителей 9 1 - 9 N, группу сумматоров 10 1 - 10 N, блок 11 вычисления значений функций нечеткой переменной, блок 12 сравнения, группу 13 1 - 13 3 элементов И, генератор 14 тактовых импульсов, блок 15 управления, блок 16 вычисления значений функции принадлежности, блок 17 вычитания, группу элементов И 18, счетчик 19, регистры 20, 21 памяти, группу 22 1 - 22 N регистров памяти. Поставленная цель достигается за счет введения новых связей и блоков. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

119) {1!) (51)5 G 06 F 7 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ! ) й

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4349601/24-24 (22) 24. 12. 87 (46) 15.08.90. Бюл. Н 30 (72) Э.В. Борисов и В.9. Анисимов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1283806, кл. G 06 F 7/58, 1985 .

Авторское свидетельство СССР

1l 1317454, кл. G 06 F 7/58, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ФУНКЦИИ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения значений функций принадлежности нечеткой переменной Y являющейся функцией нескольких нечетких переменных. Цель изобретения — повышение быстродействия. Уст2 ройство содержит элементы 1-3 задержки, элементы ИЛИ 4-6, группу датчиков

7 — 7 „ равномерно распределенных случайных чисел, группу множителей

8, - 8„,группу умножителей 9 1 — 9 „, группу сумматоров 10 — 10 „, блок

11 вычисления значений функций нечеткой переменной, блок 12 сравнения, группу 13 — 13 > элементов И, генератор 14 тактовых импульсов, блок 15 управления, блок l6 вычисления значений функции принадлежности, блок 17 вычитания, группу элементов И 18, счетчик l9, регистры 20-21 памяти, группу 22„ — 22 „ регистров памяти.

Поставленная цель достигается за счет введения новых связей и блоков. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 1585795

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения значений функций принадлежности нечеткой перемен- ной Y являющейся функцией нескольких

5 нечетких переменных (х ., i = 1, и), 1 если известно функциональное преобразование, связывающее искомое z» исходные нечеткие множества Y = f(x „ x ...,х„) и Функции гринадлежности исходных нечетких переменных 1rp„,(x.), =1, n).

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для определения значений функций принадлежности; на фиг.2 схема блока управления; на фиг. 3— схема блока вычисления значений функ- о ций принадлежности.

Устройство для определения значений функции принадлежности (фиг. 1) содерлжт элементы 1-3 задержки, элементы ИЛИ 4-6, группу датчиков 7, -7п равномерно распределенных случайных чисел, группу умножителей 8„ — 8„, группу умножителей 9, — 9 „, группу сумматоров 10 — 10, блок 11 вычисления значений функции нечеткой переменной, блок 12 сравнения, группу

13 — 13 элементов И генератор 14

1 Ъ

Э .тактовых импульсов, блок 15 управления, блок 16 вычисления значений функции принадлежности, блок 17 вычитания, группу элементов И 18, счетчик

19, регистры 20 и 21 памяти, группу

22 „ — 22 регистров памяти.

Блок 15 управления содержит элемент ИЛИ 23, формирователь 24 импульсов, элементы ИЛИ 25 и 26, элемент

27 задержки, элемент 28 ЗАПРЕТ, счетчик 29, элемент 30 задержки, элемент

31 ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ 32, элемент 33 задержки, элемент ИЛИ 34, RS-триггеры

35 и 36.

Блок 16 вычисления .значений функции принадлежности содержит элементы

37 и 38 задержки, блоки 39 и 40 памяти, умножитель 41, сумматор 42, блок

43 вычитания, блоки 44-46 элементов

И, блок 47 элементов ИЛИ, элементы

ИЛИ 48 и 49, элемент 50 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Импульс опроса, поступающий на вход опроса устройства, через элемент

ИЛИ 6 поступает на вход разрешения формирования начального значения бло" ка 16, на выходе которого будет сформирован сигнал, соответствующий начальному значению функции принадлежности Д = 1. С выхода блока 16 сигнал

0 поступит на первый. вход блока 17 вычитания, на второй вход которого с выхода регистра 21 поступает значение

Значение величины (1 -Я ) с вык хода блока 17 вычитания поступает на первые входы группы умножителей 8,-8„, вторые входы каждого умножнтеля группы соединены с выходами регистров 22 группы, в которых хранятся величины макс предельных отклонений дх; каждой нечеткой переменной х, i 1, п, С

1 выходов умножителей группы 8. сигнаЛ лы, соответствующие значениям ДХ .= макс

=Д (1- 3 ) — величинам возможного к отклонения нечеткой переменной х; от ожидаемого значения при значениях функции принадлежности p „.(x;) > g поступают на вторые входы группы умножителей 9, — 9 . Импульс опроса, поступающий на вход 10прос устройства, через элемент ИЛИ 5 и элемент 3 задержки поступает на вход Ozzpoc" группы ?1 — 7 датчиков. Сигналы с датчиков 7 — 7 „ через последовательно соединенные группу 9 1 — 9 „ умножителей и группу 10 — 10 сумматоров, на вторые входы каждого из которых подаются ожидаемые значения нечетких переменных 1х ), преобразуются в значение нечеткой переменной х;), удов.1 летворяющей условию p (x .) 3 g

1 и поступают на одноименные входы блока 11. С выхода блока 11 сигнал, соответствующий значению f (1x) ), поступает на первый вход блока 12 сравнения, на второй вход которого с выхода регистра 20 поступает требуемое значение величины у. В зависимости от значения вычисленной в блоке 11 функции f(fx;) ) на одном из трех элементов И 13 1 — 13 будет сформирован импульс, соответствующий выполнению одного из следующих условий:

Е(х,. " } (у; f((x; )") = у; Е(1х " )>

) у, который поступит на соответствующий вход блока 15 управления. Импульс опроса, поступающий на вход устройства через элемент ИЛИ 4, поступит на вход счетчика 19, устанавливая

его в единичное состояние, В зависимости от предыдущего состояния блок

15 управления при поступлении сигнала с одного из выходов блока 12 сравне- ния формирует на трех своих выходах

1585795 импульс, соответствующий одному из следующих условий: есть пересечение, нет пересечения, продолжение поиска.

При возникновении сигналов на первых двух выходах блока 15 осуществля5 ется переход к следующему шагу итерационной процедуры, поэтому импульс опроса через элемент ИЛИ 4 с первого или второго выхода блока 15 поступает 10 на вход счетчика 19, добавляя к его содержимому единицу. Сигнал с третьего выхода блока 15 поступает на вход блокировки блока 16, при этом при сформировании сигнала на первом и втором выходе блока 15 в блоке 16 в соответствии с итерационной процедурой устанавливается новое значение величины Д, а при наличии сигнала на третьем выходе блока 15 в блоке

16 значение Л не изменяется. При наличии сигнала на одном из выходов блока 15 данный сигнал через элемент

ИЛИ 5 и элемент 3 задержки поступает на входы опроса группы из 7, — 7 датчиков равномерно распределенных случайных чисел. При этом на выходе блока 16 будет либо сформировано оче— редное значение 71„»,, либо будет прежнее значение Л„, и описанный процесс повторится. Процесс будет повторяться до тех пор, пока в счетчике 19 не установится значение K „1, и на выходе переполнения не будет сформирован сигнал, который через элемент 1 задержки поступит на первый вход группы 18 зле-35 ментов И, разрешая прохождение сигнала с выхода блока- 16 формирования значений функций принадлежности на выход устройства, и на вход останова

40 генератора 14.

Блок управления (фиг. 2) работает следующим образом.

Перед началом работы установочным сигналом через элемент KHH 34 RS-триг45 геры 35 и 36, счетчик 29 устанавливаются в нулевое состояние. При первом поступлении сигнала на второй или третий входы блока 15 RS-триггеры 35 и 36 устанавливаются в единичное состояние. В случае изменения порядка поступления сигналов на второй или третий входы блока 15,.на входе другого триггера (либо 35, либо 36) появится сигнал, который поступит на первый или второй вход элемента И 28, По- 55 скольку на другом входе элемента И 23 присутствовал сигнал, то на его выходе будет сформирован сигнал, который преобразуясь в импульсный сигнал формирователем 24 импульсов, через элемент ИЛИ 25 поступит на первый выход блока 15. Наличие сигнала на первом выходе блока формирования сигналов опросе соответствует ситуации, когда поверхность Р и П,1пересекаются. В случае поступления сигнала на первый вход блока 15, соответствующего ситуации, когда f(t х j ) = у, данный сигнал через элемент ИЛИ 25 поступит на первый выход блока 15. В случае фор,— мирования сигнала на первом выходе блока 15 этот сигнал поступит на первый вход элемента ЗАПРЕТ 28, запрещая возможное формирование сигналов на двух других выходах блока 15. При поступлении сигнала на один и тот же вход блока 15 (второй или третий),что соответствует ситуации повторения условия f ((x )") ) у или f (1х; ) ) у, данный сигнал через элемент ИЛИ 26, элемент 27 задержки, элемент ЗАПРЕТ

28 поступает на счетный вход счетчика

29 и через элемент 30 задержки на второй вход элемента ЗАПРЕТ 31.

В случае, когда число реализаций превысит Е„, на выходе переполнения счетчика 29 будет сформирован импульсный сигнал, который поступит на второй выход блока 1 . Наличие сигнала на втором выходе блока 15 соответствует ситуации, когда поверхность Р и область D не пересекаются. В случае формирования сигнала на втором вы ходе блока 15, данный сигнал поступит на первый вход элемента ЗАПРЕТ 31, блокируя формирование сигнала на третьем выходе блока 15.

В случае, когда число реализаций не превышает предельного, сигнал с выхода элемента ЗАПРЕТ 31, открытого для прохождения сигналов, поступит на третий выход блока 15. Наличие сигнала на третьем выходе блока 15 свидетельствует об неустановлении факта пересечения или непересечения поверхности Р с областью D и приво-, дит к повторению проверки пересечения.

При формировании сигнала на первом или на втором выходах блока 15 данный сигнал через элемент ИЛИ 32 и элемент задержки 33 поступит на соответствующий вход элемента ИЛИ 34 и установит

RS-триггеры 35 и 36 и счетчик 29 в нулевое состояние, подготавливая блок

15 для следующего цикла работы.

1585795

Блок 16 вычисления значений функции принадлежности (фиг. 3) работает следующим образом. Текущее значение 3к хранится в блоке 40 памяти, а текущая величина

5 приращения 1/2 хранится в блоке 39 памяти, При поступлении сигнала на, один из трех возможных входов блока

16 данный сигнал через второй элемент 1

ИЛИ 49 поступит на входы считывания блоков 39 и 40 памяти. При этом при поступлении сигнала на вход блокировки блока 16 сигнал с выхода блока 40 памяти через блок 45 элементов И пос- 15 тупит на вьгход блока 16.

В случае поступления сигнала на вход разрешения блока формирования начальных значений данный сигнал через элемент 37 задержки поступит на соответствующий вход блока 44 элементов И, разрешая прохождение сигнала с выхода сумматора 42, соответствующего новому значению функции принадлежности 3 + 1/2 ", через блок 47 эле- 25 ментов ИЛИ на выход блока 16. Аналогично происходит срабатывание блока при поступлении сигнала на вход установки. В этом случае открывается для прохождения сигнала, соответствующего новому значению функции принадлежности Л „- 1/2, блок 45 элементов И. к

Элементы 37 и 38 задержки предназначены для задержки сигнала на время длительности срабатывания блоков

40-42 и 40-43 соответственно. При по35 ступлении сигналов на первые два входа блока 16 они через элемент ИЛИ 48 и элемент 50 задержки поступают на входы записи блоков 39 и 40 памяти, разрешая запись новых значений приращений 1/2 1/2 и функции принадлежк ности Л„,соответственно с выхода умножителя 41, первая группа входов которого подключена к группе выходов первого блока 39 памяти, а вторая является группой входов задания величины 05, и с выхода блока элементов

ИЛИ 47, Формул а и з о бр е т е ни я

1. Устройство для определения значений функции принадлежности, содержащее группу датчиков равномерно распределенных случайных чисел, выходы

Ф I которых соединены с первыми входами умножителей первой группы, выходы которых соединены с первыми входами сумматоров группы, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами блока вычисления значений функции нечеткой переменной, первый и второй элементы задержки, генератор тактовых импульсов, блок вычисления значений функции принадлежности и счетчик, выход перепОлнения которого соединен с первым входом второго элемента задержки, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два регистра памяти, группа регистров памяти, третий элемент задержки, две группы элементов И, блок вычитания, блок сравнения, блок управления, три элемента ИЛИ, причем первые входы первого, второго и третьего элементов ИЛИ объединены и являются входом "Опрос устройства, который соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом останова генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов

И первой группы,.выходы которых соединены с соответствующими входами блока управления, первый выход которого соединен с вторыми входами первого, второго и третьего элемента ИЛИ, выход блока вычисления функции нечеткой переменной соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого регистра памяти, выходы Меньше", Равно| и

"Больше блока сравнения соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы, второй выход блока управления соединен с третьими входами второго и третьего элементов ИЛИ и подключен к входу установки блока вычисления значений функции принадлежности, вход разрешения формирования начального значения кото-. рого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход блока вычисления значений функции принадлежности соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго регистра памяти, выход блока вычитания соединен с первыми входами умножителей второй группы, вторые входы которых соединены с выходами регистров пямяти группы, выходы умножителей второй группы соединены с вторыми входами умножителей первой группы, третий выход блока управления соединен с выходом блокиров9 1585795 10 ки блока вычисления значений функции принадлежности и подключен к четвертому входу третьего элемента ИЛИ, выход. которого через третий элемент заIf 5 держки соединен с входами Опрос датчиков равномерно распределенных случайных чисел группы, выход второго элемента задержки соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов и первыми входами элементов И второй группы, вторые входы элементов И второй группы подключены к выходу блока вычисления значений функции принадлежности, выходы элементов 15

И второй группы являются выходом устройства, выход второго элемента

ИЛИ соединен со счетным входом счетчика.

2. Устройство по. п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит три элемента задержки, пять элементов ИЛИ, два RS-триггера, формирователь импульсов, два элемента ЗАПРЕТ, счетчик, причем первый вход первого элемента ИЛИ является входом предварительной установки блока, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом. обнуления счетчика и

R-входами первого и второго RS-триггеров, прямые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого через формирователь имйульсов соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выхоц переполнения которого соединен с первым входом второго элемента ЗАПРЕТ, второй вход которого соединен с выхо" дом первого элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом . четвертого элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ является первым входом блока, S-вход первого RS-триггера соединен с первым входом пятого элемента

ИЛИ и является вторым входом блока, S-вход второго RS-триггера соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ и является третьим входом блока, выход третьего элемента ИЛИ является первым выходом блока, выход переполнения счетчика соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и является вторым выходом блока, выход второго элемента ЗАПРЕТ является третьим выходом блока, выход пятого элемента

ИЛИ через третий элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ.

1585795

ФогЗ

Составитель И. Столяров

Техред Л.Сердюкова Корректор В. Гирняк

Редактор Е. Копча

Заказ 2327 Тираж 563 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбИнат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101