Генератор нечетких чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ис- . пользовано для получения нечетких чисел, моделирующих процессы дискретного регулирования с изменением требований по точности регулировки. Цель изобретения - расширение класса распределений формируемых нечетких чисел1. Генератор содержит датчики 4 и 15 равномерно распределенных случайных чисел, формирователь 10 шага приращения, формирователь 21 размаха функции принадлежности, генератор 1 одиночного импульса, элементы 2, 13 и 1А задержки, генератор 3 тактовых импульсов, сумматор 5, накапливающие сумматоры 6 и 18, блоки 7, 20, 4 и 28 сравнения , элементы И 8 и 26, умножители 11, 16 и 22, регистры 12, 19, 23 и 29 памяти, блок 17 вычитания, элемент ИЛИ Z7, счетчики 30 и 9 импульсов , дешифратор 31. 1 ил. - S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))s с 06 F 7/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4773784/24 (22) 26. 12,89 (46) 30. 10.91. Бюл. М 40 (72) В.Ю.Анисимов и 3.S.Áoðèñîâ (53) 681 3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1603382, кл, G 06 F 7/58, 1988, (54) ГЕНЕРАТОР НЕЧЕТКИХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испол ьзова но для получения нечет ких чисел, моделирующих процессы дискретного регулирования с изменением требований по точности регулировки.

Цель изобретения - расширение класса

ÄÄSUÄÄ 1688246 А1 распределений формируемых нечетких чисей. Генератор содержит латчикй

4 и 15 равномерно распределенных случайных чисел, формирователь 10 шага приращения, формирователь 21 размаха функции принадлежности, генератор 1 одиночного импульса, элементы 2, 13 и 14 задержки, генератор 3 тактовых импульсов, сумматор 5, накапливающие сумматоры 6 и 18, блоки 7, 20, ?4 и 28 сравнения, элементы И 8 и 26, умножители

l l, l6 и 22, регистры 12, 19, 23 и

29 памяти, блок 17 вычитания, элемент ИЛИ Zj, счетчики 30 и 9 импульсов, дешифратор 31, 1 ил.

1688246

Изобретение относится к нычисг1ительной технике и может быть использонано для генерации нечетких чисел с Функцией принадлежности симметрич-

5 ного вида типа примерного равенства.

Цель и зобрет ения — расширение класса распределений формируемых нечетких чисел.

На чертеже представлена структ урная схема генератора, Генератор содержит генератор 1 одиночного импульса, первый элемент

2 задержки, генератор 3 тактовых им пульсов (ГТИ), датчик 4 равномерно распределенных случайных чисел (ДРРСЧ), сумматор;>, накапливающий сумматор 6, блок 7 сравнения, элемент И 8, счетчик 9 импульсон, формирователь 10 шага приращения и умножитель 11, другой вход которого соединен с выходом регистра 12 памяти, элементы задержки l3 и 14, датчикк 15 равномерно распределенных случайных чисел, умножитель 16, блок

17 вычитания, сумматор 18, регистр

19 памяти, блок 20 сравнения, формирователь 21 размаха функции принадлежности, умножит ель 22, регистр

23 памяти, блок 24 сравнения, регистр 25 памяти, элемент И 26 и элемент ИЛИ 27, блок 28 сравнения, регистр 29 памяти, счетчик 30 импульсон, дешифратор 31 числа циклов.

Формирователи 10 и 21 выполнены в виде ПЗУ, работающих в режиме считывания. Формирователи 10 и 21 последовательно вырабатывают убывакщие числа 1, О, 5, О, 25 и т,д.

Генератор нечетких чисел работает след ующи м обра зом.

При включении питания генератор 1 вырабатывает одиночный импул ьс, ноторый обнуляет счетчики 9, 30 и нака пли ва ющи и сумматор 6. После переходных процессов по обнулению, длител ьност ь которых определяет задержку сигнала в элементе 2 задер>нки, запускается ГТИ 3„который вырабатывает последовательнос1 ь импульссв, О

По первому импульсу датчики 4, 15 вырабатывают случайные числа х,, х, (<) (1 соответственно с равномерным распределением в интервале О, tj, 8 регисгре 12 записан начальный шаг дискретного регулирования 6 у, которыи () в рассматриваемом масштабе модег иронания процесса per улирования существенно превышает единицу, Поскольку счетчик 9 вначале обнулен, то на выходе формирователей 10 и 21 вначале (в первом цикле регули рова ни я ), формируются еди ни цы (К = 1) . Поэтому в первом цикле регулирования по первому импульсу ГТИ 3 на выходе первого сумматора 5 формируется сумма у = у + x „ которая по импульсу ГТИ 3, задержанному в элементе задержки на время переходных процессов в блоках 4 и 5, заносится в накапливающий сумматор 6.

Этот сигнал сравнивается н блоке 24 сравнения с левой гранией Г, а в бл1 ке 28 сравнения - с правой границей Гп предельного интервала значений регули руемого па ра мет ра, которые находятся в непосредственной близости к наиболее ожидаемому Г < значению регулируемого параметра.

Значения Г и ГнР хранятся в регистрах 25 и 29 памяти. Если Г,5(у, )< Г„ то на выходе элемента И 26 формируется уровень логической единицы, который через элемент ИЛИ 27 останавливает ГТИ 3. Это означает, что на первом шаге регулирования в первом же ци кле достигнута цел ь регули рова ния, Если этого не происходит, то по сигналу х > от датчика 15, который умножается в умножителе 16 на величину С (которая хранится в регистре 23 памяти и означает полуразмах функции принадлежности типа примерного в первом цикле регулирования в цикле наиболее грубого регулирования) на выходе блока 17 вычитания формируется текущее значение левой границы Г > интервала значений регу, П лируемого параметра в первом цикле регулирования, а на выходе сумматора

l8 - правой границы ÄР..-,начение

< )

Г, хранится при этом регистре 19 паож мяти. Если сигнал на выходе накопительного сумматора 6 находится в пре(c) р) - делах интервала ("Г „, Г „г)), то на выходах блоков 7 и 20 сравнения наблюдаются уровни логической единицы, поэтому импульс ГТИ 3, задержанный в элементе задержки 14 на время переход,ных процессов в блоках 7, 20, проходит через первый элемент И 8 и поступает в счетчик 9.

Это означает, что в первом шаге первого цикла регулирования осуществилось грубое достижение нечетко задан16882 >6 ного требуемого значения параметра регулирования.

Если этого не происходит, то первый цикл регулирования продолжается и по очередному импульсу ГТИ 3 происходят указанные ранее процессы, В накопительном сумматоре 6 производится суммирование входного сигнала с хранящейся в нем информацией, если она не выходит за правую границу интервала в большую сторону, и его вычитание> если выходит, Для этого сигнал с выхода блока 7 сравнения подается на управляющий вход накапливающего сумматора 6, В результате на выходе элемента

И 8 формируется импульс, по которому счетчик 9 переходит в единичное состояние, что означает окончание первого цикла регулирования. Наступает второй цикл регулирования, По этому состоянию на выходе формирователя

10 формируется величина Ы с 1, например К = 0,5, которая поступает на вход умножителя 11, что означает уменьшение детерминированной составляющей дискретного шага регулирования вдвое. По этому же состоянию счетчика 9 формирователь 21 также вырабатывает сигнал меньше единицы, например 0,5, который поступает на вход умножителя 22 и в результате полуразмах функции принадлежности уменьшается вдвое.

Таким образом, наступает второй цикл регулирования, в котором все процессы протекают аналогично первому, но обеспечивается более точная подстройка к нечеткому требуемому эна чению па раметра регулирования, заданного с меньшим значением размаха функции принадлежности, чем в первом цикле, и с меньшим шагом дискретизации регулирования.

Если во втором цикле удается войти в требуемый более узкий интервал, то вновь на выходе элемента И 8 формируется импул ьс, которй переводит счетчик в состояние два, формирователи 10 и 21 вырабатывают меньшие значения сигналов, например 0,25> и указанные процессы повторяются.

10

25 два элемента задержки, генератор тактовых импульсов, первый датчик равномерно распределенных случайных чисел, первый сумматор, накапливающий сумматор, два блока сравнения, первый элемент И, блок вычитания, четыре регистра памяти и элемент

ИЛИ, причем выход генератора одиночного импульса через первый элемент задержки соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом onроса датчика равномерно распрелеленных случайных чисел, выход которого со40 единен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с > и нформа ци онным входом на ка пли ва ющего сумматора, выход которого соединен с первыми входами первого и вто45 рого блоков сравнения выходы кото> рых соединены соответственно с первым и вторым входами первого эле-, мента И,отличающийся тем, что, с целью расширения класса распределений формируемых нечетких чисел, в него дополнительно введены

1 второй датчик равномерно распределенных случайных чисел, второй сумматор, два счетчика импульсов, фор55 мирователь шага приращения, три умножит еля, дешифратор числа циклов, формирователь размаха функции принад лежности, третий и четвертый блоки сравнения, второй элемент И, пятый

Все это происходит до момента появления импульса на выходе элемента

И 26, что означает конец регулирования.

По си г налу на выходе элем;:. нт а

ИЛИ 27 останавливается ГТИ 3 и сформированное значение параметра per улирования в накопительном сумматоре

6 означает нечеткое числа, соотвстстзующее нечеткому значению регулируемого параметра. В качестве нечеткого числа может быть принято и значение сигнала на выходе счетчика 30, которое означает нечеткую длительность регулирования.

0ля исключения теоретически возможного зацикливания генератора используется стандартный двоичный дешифратор 31, настроенный на предельное число циклов регулирования, При срабатывании дешифратора происходит останов ГТИ 3, Формула изобретения

Генератор нечетких чисел, содержащий генератор одиночного импульса, 1688246

1О

ЗО

Составитель В.Орлов

Техред Л.Олийнык Корректор И,Самборская

Редактор С.Лисина

Заказ 3709 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113935„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат " Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 регистр памяти, третий элемент задержки, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, с входом опроса второго датчика равномерно распределенных случайных чисел и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с тактовым входом на ка пли ва ющего сумматора и через третий элемент задержки - с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с входами формирователя шага приращения и формирователя размаха функции принадлежности, выход которого соединен с входом дешифратора числа циклов и первым входом первого умножителя, второй вход и выход которого соединен соответственно с выходом первого регистра памяти и первым входом второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом второго датчика равномерно распределенных случайных чисел, а выход — с первым входом второго сумматора и входом вычитаемого блока вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом второго регистра памяти и вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход блока вычитания соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход которого с оединен с входом задания направления суммирования накапливающего сумматора, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого блоков сравнения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом дешифратора числа циклов и входом останова генератора тактовых импульсов, вторые входы третьего и четвертого блоков сравнения соединены соответственно с выходами третьего и четвертого регистров памяти, выход формирователя шага приращения соединен с первым входом третьего умножителя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом пятого регистра памяти и вторым входом первого сумматора, выход генератора одиночного импульса соединен с входами обнуления первого и второго с чет чи ков и на ка пли ва юще го сумматор, выходы первого и второго счетчиков и элемента ИЛИ являются соответственно выходами нечеткого значения длительности регулирования, нечеткого значения регулируемого параметра и признака окончания формирования генератора.