Генератор случайных чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов регулирования при нечетко определенных целях и предназначено для моделирования возможных значений х нечеткого множества X с Функцией принадлежности fUx(X). Цель изобретения - повышение точности. Генератор содержит элемент ИЛИ 1, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, схему 3 сравнения, ключ k, счетчик 5, сумматор 6, накапливаюший сумматор 7. блок 8 элементов ИЛИ, схему 9 сравнения, формирователь 10 импульсе, регистр 11, ключ 12, счетчик 13, сумматорвычитатель И, накапливающий сумматор 15, схему 16 сравнения, формирователь 17 импульса, RS-триггер 18, генератор 19 тактовых импульсов , элементы 20-22 задержки, регистр 23 и датчик 2k нормально распределенных случайных чисел, 2 ил. (Л сь оо оо N5 Јь

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)S С 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТЖРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4665029/24 (22) 06.02.89 (46) 30.10.91. Бюл. к 40 (72) В.Ю.Анисимов, Э.В. Борисов, С.Н,Воробьев и Е.С.Егоров (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ю 13 14339, кл. G 06 F 7/58, 1986, Авторское свидетельство СССР

М 1603382, кл. Г 06 F 7/58, 1988. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов регулирования при нечетко определенных целях и предназначено для моделирования возможных значе„„SU„„1688240 A 1

2 ний х нечеткого множества X c функцией принадлежности р х(Х). Цель изобретения - повышение точности.

Генератор содержит элемент ИЛИ 1, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, схему 3 сравнения, ключ 4, счетчик 5, сумматор 6, накапливающий сумматор 7, блок 8 элементов ИЛИ, схему 9 сравнения, формирователь 10 импульса, регистр

11, ключ 12, счетчик 13, сумматорвычитатель 14, накапливающий сумматор 15, схему 16 сравнения, формирователь 17 импульса, RS-триггер

18, генератор 19 тактовых импульсов, элементы 20-22 задержки, регистр 23 и датчик 24 нормально распределенных случайных чисел. 2 ил.

1688240

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов регулирования при нечетко определен- 5 ных целях и предназначено для морелирования возможных значений х нечеткого множества ) с Функцией принадлежности

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема генератора чисел; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу. 15

Генератор содержит элемент ИЛИ 1, датчик 2 равномерно распрелеленных случайных чисел, схему 3 сравнения, ключ 4, счетчик 5, сумматор 6, накапливающий сумматор 7, блок 8 элемен- 20 тов ИЛИ> схему 9 сравнения, формирователь 10 импульса„ регистр 11, ключ

12, счетчик 13, сумматор-вычитатель

14, накапливающий сумматор 15, схему

16 сравнения, Формирователь 17 им- 25 пульса и RS-триггер 18, генератор 19 тактовых импульсов> элементы 20-22 задержки, регистр 23, датчик 24 нормально распределенных случайных чисел.

Генератор чисел работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 5, 13 и сумматоры 7, 15 обнулены. По импульсу запуска триггер 18 устанавливается,в нулевое состояние, запускается генератор 19 и опрашивается датчик 2.

Рассмотрим вначале случай, когда сформированное на его выходе число

r)0,5. В этом случае на выходе "Eo.ëü-, ше" схемы 3 сравнения формируется уровень логической единицы, который открывает ключ 4, через который на счетный вход счетчика 5 поступают импульсы от генератора 19. Через малый интервал времени опрашивается датчик 24, вырабатывающий возможные значения чисел с нормальным распределением (G w 1). Поэтому к выходному сигналу первого счетчика 5 на каждом шаге увеличения его состояния прибавляется малая случайная величина с положительным или отрицательным знаком в сумматоре 6. Результаты суммирования накапливаются в сумматоре 7.

В результате проведения описанных операций моделируется процесс случайного выведения регулятора "Большеменьше" из нейтрального состояния в одно из двух возможных направлений, При этом предполагается, что решается нечеткая задача установки сигнала на нечетко заданный уровень.

В данном случае случайно оказалось, что движение регулятора производится в желаемом направлении. Регулировка идет с дискретно случайным шагом, но при этом при малом числе шагов существует неопределнность, Поэтому регулировка производится с линейно увеличивающейся средней скоростью и в сумматоре 7 накапливается нарастающая случайная сумма, которая в схеме 9 сравнения сравнивается с проавой границей (фиг.2). При превышении этой границы на выходе формирователя 10 вырабатывается импульс, по которому в регистр 11 записывается нечеткое число, соответствующее положению остановки регулятора - возможному значению нечеткого числа. Кроме того, через малую задержку в третьем эле менте 22 на время записи числа в perãèñòð 11 обнуляются счетчик 5 и сумматор 7, а также вновь опрашивается датчик 2„ Указанные процессы могут повторяться и в регистре 11 Формируется последовательность возможных значений нечетких чисел.

В случае, когда при очередной смене сигнала на выходе датчика 2 оказывается r < 0,5, то уровень логической единицы формируется на другом выходе схемы 3 и в этом случае импульсы генератора 19 поступают через ключ 12 на счетный вход счетчика 13, Триггер 18 вначале всегда находится в нулевом состоянии, поэтому содержимое счетчика 13 суммируется в сумматоре, Формируемая сумма во втором сумматоре 15, которая соответствует движению к левой границе (фиг.2), сравнивается с ней в схеме 16, Когда сумма становится меньше этой границы, что означает надежное определение того факта, что регулировка происходила не в требуемую сторону, на выходе формирователя 17 Фор1>ируется импульс, который переводит триггер 18 в единичное состояние, что приводит к тому, что выходной сигнал счетчика 13 в сумматоре 14 будет суммироваться со знаком плюс. Одновре>менно полученное значение возможногс значения нечеткого числа, соответ1688240 ствующее уровню регулировки при ошибочной регулировке не в требуемую; сторону, записывается в регистр 23.

После переключения триггера 18 сигнал на выходе сумматора 15 начинает увеличиваться при его превышении уровня r в схеме 9 сравнения, куда он подается через блок В, Формируется импульс на выходе Формирователя

10, по которому в регистр 11 записывается возможное значение нечеткого числа и генератор перезапускается.

Формула изобретения

Генератор случайных чисел, содержащий элемент ИЛИ, датчик равномерно распределенных случайных чисел, сумматор, две схемы сравнения, генератор тактовых импульсов, блок элементов ИЛИ, первый накапливающий сумматор, два элемента задержки и первый регистр, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два ключа, RS-триггер, третья схема сравнения, два счетчика, датчик нормально распределенных случайных чисел, сумматор-вычитатель, второй накапливающий сумматор, два Формирователя импульсов, второй регистр и третий элемент задержки, причем выход элемента ИЛИ соединен с входом опроса датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с .первым входом первой схемы сравнения, второй вход которой является входом задания константы, а выход "Больше" соединен с управляющим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, информационным входом второго ключа и входом первого элемента задержки, выход которого через второй элемент задержки соединен с входами разрешения суммирования первого и второго накапливающих сумматоров, входы обнуления которых соединены с входами обнуления первого и второго счетчиков, с первым входом элемента ИЛИ, с входом записи первого регистра и порключены к выходу третьего элемента задержки, второй вход элемента ИЛИ является входом пуска генератора и подключен к входу запуска генератора тактовы импульсов, выход элемента ИЛИ соединен с R-входом RS-триггера, прямо л выход которого соединен с входом задания режима сумматора-вычитателя, первый информационный вход которого соединен с выходом первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго ключа, управляющий вход которого соединен с вы10 н 1I ходом "Меньше или равно первой схемы сравнения, выход первого ключа соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с первым информационным входом сумматора, второй информационный вход которого соединен с вторым информационным входом сумматоравычитателя и подключен к выходу р0 датчика нормально распределенных случайных чисел, выход сумматора соединен с информационным входом первого накапливающего сумматора, выход которого соединен с первым вхо25 дом блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом первого регистра и первым входом второй схемы сравнения, второй вход которой является входом заЗ0 дания правой границы, выход второй схемы сравнения через первый формирователь импульсов соединен с входом третьего элемента задержки, выход сум латора-вычитателя соединен с информационным входом второго накапливающего сумматора, Bblxop которого соединен с информационным входом второго регистра, с вторым входом блока элементов ИЛИ и под40 ключен к первому входу третьей схемы cpBBHBHHR> второй вход которой является входом задания левой границы, выход третьей схемы сравнения через второй формирователь импульсов

45 соединен с S-входом RS-триггера и входом записи второго регистра, информационный выход которого являет,ся выходом сформированного нечетного числа, вышедшего за левую допусти50 мую границу генератора, выход, первого регистра является выходом сформированногo нечетного числа, соответствующего заданному уровню генератора, выход первого элемента зад держки соединен с входом опроса датчика нормально распределенных случайных исел.

1688240

Фиг.2

Составитель И.Столяров

Техред 0,Олийнык Корректор Н.Ревская

Редактор С;Лисина

Заказ 3709 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101