Генератор нечетких чисел

(56) Авторск М 1427365,Авторск М 1688243,Бюл. М 30сов, Е.С.Егоров и С.Н е свидетельство СССл. 6 06 Г 7/58, 1986,е свидетельство СССл, 6 06 Р 7/58, 1989. бласти автоики и может рования пар аимозависиИзобретение о матики и вычислит быть использовано нечетких с чисел с мостью. носится к льной тех для форм нечеткой в сое ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) ГЕНЕРАТОР НЕЧЕТКИХ ЧИСЕЛ(57) Изобретение относится к автоматикевычислительной технике и может быть использовано для формирования пар нечетки Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения формирования пар нечетких чисел с нечетко некоррелированной взаимосвязью,На чертеже представлена электрическая структурная схема генератора нечетких чисел.Генератор нечетких чисел содержит последовательно соединенные ГТИ 1, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел (ДРРСЧ), узел 3 числения правого граничного элемента нечеткого множества, вычитатель 4, умножитель 5 и сумматор 6, последовательно соединенные узел 7 вычисления левого граничного элемента нечеткого множества, выход которогодинен со вторым входом вычитателя, и 1833869 А 1 чисел с нечеткой взаимозависимостью. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения формирования пар нечетких чисел с нечетко некоррелированной взаимозависимостью, Генератор нечетких чисел содержит ГТИ 1, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, узлы 3, 7 вычисления правого и левого элементов нечеткого множества, вычитатели 4, 18, умножитель 5, сумматор 6, элементы задержки 8, 9, 17, регистры 10, 14, датчики нечетких чисел 11, 15, 16,детекторы 12, 19 знака числа, коммутатор 13, управляемый инвертор 20, 1 ил,первый элемент задержки 8, выход которого соединен со вторым входом сумматора б, второй элемент задержки 9, вход которого соединен с выходом ДРРСЧ 2 и узла 7, а выход соединен со вторым входом умно- жителя 5, первый регистр 10, информацион ный вход которого соединен выходом (ф) сумматора 6, последовательно соединен-ные первый датчик 11 нечетких чисел (ДНЧ) 0 ф и второй детектор 12 знака числа, последа вательно соединенные коммутатор 13 и второй регистр 14, второй 15 и третий 16 ДНЧ, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами коммутатора 13, дополнительный эле- ф мент задержки 17, вход которого объединен с входами первого 11, второго 15 и третьего 16 датчиков нечетких чисел, а выход соединен с управляющими входами первого 10 и второго 14 регистров, последовательно соединенные дополнительный вычитатвль 18, вход которого соединен с выходом су;.1 мато 1833869ра 6. первый детектор 19 знака числа иуправляющий инвертор 20, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 13, а управляющий вход - с выходомвторого детектора 12 знака числа,Датчики 11, 15, 16 могут быть выполнены в виде элементов 3 - 9 основного устройства с соответствующими связями, адетекторы 12, 19 в частном случае.соответствуют непосредственной связи знаковогоразряда выхода датчика 11 и.вычитателя 18с входами управляемого инвертора 20. Узлы3 и 7, как и в устройстве-прототипе, могутбыть выполнены в виде ПЗУ,Работает генератор нечетких чисел сле/дующим образом.Импульсы с выхода генератора ГТИ 1поступают на вход оп роса датчика 2, по каждому иэ которых на выходе последнего вырабатывается возможное значение хслучайного числа х с равномерным распределением в интервале (О, 1), В узле 3 вырабатывается готовый граничный элемент Упрнечеткого множества, а узле 7 - левый граничный элемент Ул. Для симметричной функции принадлежности типа примерногоравенства,иу (У) = еах ( О, 1 -где а,ст- параметры положения и размахафункции принадлежности, точка Ул определяется из условия:Уп +эх= 1 -гга точка Упр - из условия,Уп - апр0Тогда узел 7 программируется на основании равенстваУд = а+ 0(В - 1), (1)а узел 3 - на основании равенстваУпр = а+ 0(1 - х) (2)В вычитателе 4 формируется разностьУпр - Ул, которая после множества в умножителе 5 на х - 1 и сложения в сумматоре 6с величиной Ул преобразуется в возможноезначение нечеткого множества на 1-ом шаге.Описанные процессы повторяются длякаждого импульса ГТИ 1, при этом возможные значения первых чисел пар нечеткихчисел формируются на каждом такте работыГТИ 1 на выходе сумматора 6.Процессы, аналогичные тем, которыеописаны выше для блоков 2-6. происходятв датчиках 11, 15, 16, Однако при этом, впервом датчике 11 соответствующие узлывычисления правой и левой граничных элементов нечеткого множества программируются в соответствии с формулами (1) и (2)при а - О, о=- 1, Во втором датчике 15 левый граничный элемент вычисляется по формуле (1), а правый Упр = а, а в третьем датчике 16- левый Ул:= а, а правый вычисляется поформуле (2).5 В дополнительном вычитателе 18 определяется большим или меньшим; чем параметр положения э является первое числопары нечетких чисел. Первый детектор 19знака числа выделяет знак результата вычи 10 тания, который при положительном знакечисла на выходе первого детектора 12 неинвертируется в управляемом инвертопе20, а при отрицательном знаке числа - инвертируется. При этом при положительном15 знаке на управляющем входе коммутатора13 (например, уровень логической единицы)на его выход поступает сигнал с выходатретьего датчика 16, а при отрицательномзнаке - с выхода второго датчика 15,20 По соответствующему импульсу ГТИ, задержанному в дополнительном элементезадержки 17 на время переходных процессов в блоках 12 - 16, 18-20, в первом 10 ивтором 14 регистрах записывается пара не 25 четко некоррелированных нечетких чисел.Описанные выше процессы повторяются по каждому импульсу ГТИ 1,При этом благодаря вновь введеннымблокам и связям существенно расширяются30 функциональные возможности устройства,поскольку помимо нечетких чисел, формируемых на выходе сумматора 6, формируетсяи соответствующее ему второе число пары,нечетко коррелированное с первым.35 При этом обеспечивается следующаяметодика формирования второго числа пары. Если первое число сформировано слева(справа) от параметра положения а и на выходе первого датчика 11 в результате розыг 40 рыша сформирован положительный знак, тово второй регистр 14 будет записано второечисло, которое также будет слева (справа) отпараметра положения а. Если же на выходе .первого датчика 12 будет отрицательный45 знак, то во второй регистр 14 будет записа-.но второе число, которое расположено спротивоположной (по отношению к первомучислу) стороны параметра положения а.Формула изобретения50 Генератор нечетких чисел, содержащийгенератор тактовых импульсов, датчик равномерно распределенных случайных чисел,два блока вычислений соответственно левого и правого граничных элементов нечетко 55 го множества, выполненных в виде первогои второго блоков постоянной памяти, вычи- .татель, умножитель и сумматор, причем выход генератора тактовых импульсовсоединен с выходом опроса датчика равномерно распределенных случайных чисел,1833869 Составитель Э,БорисовТехред М,Моргентал Редактор орректор тров Заказ 2686 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 О выход которого соединен с входом первого элемента задержки и с адресными входами первогои второго блоков постоянной памяти, выходы которых соединены с входами соответственно уменьшаемого и вычитаемого вычитателя, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а выход- с первым входом сумматора, второй вход которого через второй элемент задержки соединен с выходом второго блока постоянной памяти, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счетформирования пар нечетких чисел с нечетно некоррелированной взаимозависимостью, в него введены три датчика нечетких чисел, два регистра, коммутатор, дополнительный вычитатель, два детектора знака, дополнительный элемент задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход генератора тактовых импульсов соединенсвходами опроса датчиков нечетких чисел ичерез дополнительный элемент задержки суправляющими входами первого и второго5 регистров информационные входы которыхсоединены с выходами соответственно сумматора и коммутатора, упоавляющий входкоторого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы10 которого соединены с выходами соответственно первого и второго детекторов знака,входы которых соединены с выходами соответственно первого датчика нечетких чисели дойолнительного вычитателя, входы15 уменьшаемого и вычитаемого которого соединены соответственно с выходом суммато- .ра и входом константы устройства, первыйи второй информационные входы коммутатора соединены с выходами соответствен 20 но второго и третьего датчиков нечеткихчисел,