Устройство для формирования нечетких чисел

 

Изобретение относится к вычислительной технике Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем моделирования многоальтернативных продукционных алгоритмов. Устройство содержит генератор 1 импульса, датчики 2,7,17.18 равномерно распределенных случайных чисел, умножители 3,15, блоки 4,5 сравнения, элемент И-НЕ 6. блоки 8,12 вычисления правой границы, блоки 9,13 вычисления левой границы , коммутатор 10. блоки 11, 14 вычитания, сумматор 16 2 ил

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s G 0 6 F 7/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ иг.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801354/24 (22) 30,01.90 . (46) 30.12,91. Бюл. ¹ 48 (72) Э.В. Борисов (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1605230, кл, G 06 F 7/58, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

НЕЧЕТКИХ ЧИСЕЛ,, ЫЛ,, 1702365 А1 (57} Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем моделирования многоальтернативных продукцион н ы х ал гор итмов. Устройство содержит генератор 1 импульса, датчики 2,7,17,18 равномерно распределенных случайных чисел, умножители 3,15, блоки 4,5 сравнения, элемент И вЂ” НЕ 6. блоки 8,12 вычисления правой границы, блоки 9,13 вычисления левой границы, коммутатор 10, блоки 11, 14 вычитания, сумматор 16. 2 ил.

1702365

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для моделирования нечетких продукционных алгоритмов, результатом реализации которого является нечеткая величина, Цель изобретения — расширение функциональных возможнос ей путем моделирования многоальтернативных продукционных алгоритмов, На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 — диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство содержит генератор 1 импульса, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел (ДСЧ), умножитель 3, блоки 4,5 сравнения, элемент И вЂ” НЕ 6, датчик 7 равномерно распределенных случайных чисел, блок 8 вычисления правой границы, блок 9 вычисления левой границы, коммутатор 10, блок 11 вычитания, блок 12 вычисления правой границы, блок l3 вычисления левой границы, блок 14 вычитания, умнож тель 15, сумматор 16, датчики 17, 18 равномерно распределенных случайных чисел.

Блоки 8,9,12,13 выполнены в виде узлов постоянной памяти, информация о cocTGBлении таблицы состояния которых приведена ниже, Остальные блоки являются стандартными блоками вычислительной техники.

Устройство работает следующим образом.

В целом устройстве моделирует следующий нечеткий алгоритм.

Предполагается, что имеется некоторая система, находящаяся в случайчом состоянии относительно своего выходного параметра. В некоторый момент времени производится оценка соответствия текущего значения этого параметра Y нечетко заданному номинальному значению Угр и, если эта оценка соответствует номинальному значению, нинакого воздействия на систему не производится. Если оценка превышает номинальное значение или является меньше его, то формируется нечеткое регулирующее воздействие Урег, пропорциональное отклонению оценки от нечетко заданного номинального значения.

Описанный алгоритм формально может быть представлен в виде нечеткого алгоритма.

Если Y примерно равно У,р то Уре = 0, иначе, если У>Угр, то Урег примерно равно — (Y Yyp), а если Y< Yyp, то Урег пРимеРно равно + (Y- YTp), Указанный алгоритм реализуется следующим образом.

Случайное состояние системы, т.е. текущее значение определяется как возможное значение случайной величины с равномерным распределением в интервале возможных значений параметра. Нечеткое значение номинального значения параметра задается нечетким множеством с линейной симметричной функцией типа примерного равенства

plv,р = max {0,1 — — — ), где ун1, О, — параметры характеризующие наиболее ожидаемое номинальное значение параметра и его возможный размах (фиг.2).

Аналогичной функцией принадлежности описывается и регулирующее воздействие, но при параметре размаха ор«. соответствующем оценке отклонения от номинального.

В соответствии с этим по импульсу генератора 1 ДСЧ 2,7,17,18 формируют на своих выходах возможные значения случайных величин с равномерным распределением в интервале (0,1), равные соответственно r1, г2, гз. r4

В результате на выходе первого умножителя 3, где производится умножение r> на максимально возможное значение ymex, формируется текущее значение У, равное у

= гроувах (фиг.2). Одновременно с этим по величине rz на выходах первых блоков 8,9 формируются соответственно правая у,р и левая ул,границы допустимых значений номинальной величины Утр.

В блоках 4,5 сравнения производится сравнение у с ул и упр, При ул у — <ó p на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 формируется уровень "0", что соответствует исходу Урег = О.

В остальных случаях на одном из управляющих входов коммутатора 10 формируется уровень "1", а на другом "О". Поэтому в зависимости от управляющего кода на выходе первого блока вычитания формируется уЬ= упр - y при у> упр или Л у = y> - у при у< ул. Величина Ь у выполняет роль параметра у„в указанном соотношении при значении параметра размаха carper. Это позволяет вычислить, во вторых формироватЕЛЯХ 12, 13 СООтВЕтСТВЕННО Праауо упр,рег И левую ул.per границы значений регулирующего воздействия, из соотношения гз = ,Иурег (ул.рег (пр,рег), раЗнОСть упр.рег ул.рег умножается во втором умножителе 15 на величину rn, в результате чего после сложения B сумматоре 16 с величиной ул.рег наего выходе формируется регулирующее воздействие, являющееся результатом выполнения нечеткого алгоритма его формирования.

1702365

Формула изобретения

Устройство для формирования нечетких чисел; содержащее генератор импульса, первый датчик равномерно распределенных случайных чисел, первый умножитель, первый блок сравнения и коммутатор, причем выход генератора импульса соединен с входом опроса первого датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с первым входом первого умножителя, второй вход которого является входом задания максимального значения устройства, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования многоальтернативных продукционных алгоритмов, в него дополнительно введены три датчика равномерно распределенных случайных чисел, два блока вычисления правой границы и два блока вычисления левой границы, выполненные в виде узлов постоянной памяти, второй блок сравнения, элемент И вЂ” НЕ. два блока вычитания, второй умножи тель и сумматор, причем выход генератора импуса соединен с входами опроса второго, третьего и четвертого датчиков равномерно распределенных случайных чисел, выход второго датчика равномерно распределенных случайных чисел соединен с адресными входами первого блока вычисления правой границы и первого блока вычисления левой границы, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения и соответственно первым и вторым информационными входами коммутатора, третий информационный вход которого соединен с выходом первого умножителя и вторыми входами первого и второго блоков сравнения, выход "Больше" первого блока сравнения и выход "Меньше"

5 второго блока сравнения еоединены соответственно с первым и вторым управляющими входами коммутатора. первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом уменьшаемого и входом вычи10 таемого первого блока вычитания, выход которого соединен с группой входов старших разрядов адресных входов второго блока вычисления правой границы и второго блока вычисления левой границы, группы

15 входов младших разрядов адресных входов которых соединены с выходом третьего датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход второго блока вычисления правой границы соединен с входом умень20 шаемого второго блока вычитания, вход вычитаемого которого соединен с выходом второго блока формирования левой границы и первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго умно25 жителя, первый вход которого соединен с выходом четвертого датчика равномерно распределенных случайных чисел, а второй вход — с выходом второго блока вычитания, выход сумматора является выходом нечет30 кого числа устройства, выход "Меньше или равно" первого -блока сравнения и выход

"Больше или равно" второго блока сравнения соединены соответственно с первыми и вторыми входами элемента И вЂ” НЕ, выход ко35 торого является выходом признака формирования нечеткого числа.

1702365 и ц

Составитель В.Орлов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Черни

Редактор О.Спесивых

Заказ 4543 Тираж Подписное

ВНИИПИ Госудэрсгвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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