Устройство для моделирования нейрона

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЙРОНАИзобретение относится к аналоговому моделированию нервной системы н предназначено для применения в самообучающихся системах в качестве элемента, обеспечивающего пластическую регуляцию заданной функции .Известно устройство для моделиро вания нейтрона, содержащее преобразователи частоты в напряжение, сумматор, схему сравнения, преобразователь напряжения в частоту и фор в мирователь выходных импульсов 11.Недостатком известного устройства является отсутствие воэможности генерации заданвых ритмов регуляции.Наиболее близко к предлагаемому15 устройство для моделирования ней - рона, содержащее первую и вторую группы преобразователей частоты в напряжение сумматор, блок сравнения,Ф20 управлянзцие преобразователи частоты в напряжение, преобразователь напряжения в частоту, формирователь импульсов и ключи. В известном устройстве путем поочередного включенияцепей положительной и отрицательнойобратных связей генерируются заданные ритмы, которые могут перестраиваться в результате подачи сигналовна его управляющие входы 21.Однако применение известного устройства для пластической регуляциизаданной функции не оправдано, таккак величина ритмов на выходе устройства не ограничена в гемеостатических пределах и фоновая ритмика фиксирована в пределах характеристикблоков временяюх задержек.Цель изобретения - повышение точности моделирования,Укаэанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее два управляющих преобразователя частотыв напряжение, две группы преобразователей частоты в напряжение, причемвыход каждого преобразователя частоты в Йапряжение первой и второйгрупп подключен к соответствующему88 ЬО ЗО 50 входу сумматора, выход которого че" рез преобразователь напряжения в частоту соединен со входом блока форми" рования вьжодных импульсов, выход которого подключен к информационнымвходам первого и второго ключей, выход первого ключа соединен со входом первого преобразователя частоты в напряжение первой группы, выход второго ключа подключен ко входу перво О го преобразователя частоты в напряжение второй группы, управляющий вход первого ключа соединен с выходом первого блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход первого блока сравне,ния подключен к выходу первого управляющего преобразователя частоты в . напряжение, введен второй блок сравнения, первый вход которого соединен с.выходом сумматора, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу второго управлякщего преобразователя частоты в напряжение, выход второго блока сравнения соединен с управляющим входом второго ключа.Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.Устройство содержит первую группу преобразователей 1 частоты в напряжение возбуждающих входов, вторую группу преобразователей 2 частоты в напряжение тормозящих входов, сумматор 3, первый блок 4 сравнения,преобразователь 5 напряжения в частоту, блок 6 формирования выходных импульсов, первый 7 и второй 8 кпючи, первый управляющий преобразователь 9 ,частоты в напряжение, второй блок 10 сравнения, второй управляющий преобразователь 11 частоты в напряжение. 4 ОУстройство работает следующим образом.Сигналы на входе преобразователя 9 частоты в напряжение определяют нижний уровень активности модели 45 нейрона или нижний уровень задан-. ной функции нейронной сети, сигналы на входе преобразователя 11 частоты в напряжение определяют верхний уровень заданной функции.На информационные входы преобразователей 1 первой группы частоты в напряжение и преобразователи 2 второй группы частоты в напряжение поступают сигналы. Сигналы с выходов 55 преобразователей частоты в напряжение, пропорциональные входным частотам, поступают на входы сумматора 16 43 и затем преобразуются в частоту в преобразователе 5 напряжения в час" тоту, пропорциональную алгебраической сумме входных частот на входах преобразователей 1 и 2, Нормальное положение ключей 7 и 8 - закрытое.Напряжение с выхода сумматора 3. поступает на второй вход блока 4 сравнения и на первый вход блока 10 срав. нения . Если напряжение на выходе сумматора 3 меньше заданного напряжения на первом входе блока 4 сравнения, то на выходе блока 4 сравнения появляется напряжение, которое поступает иа управляющий вход ключа 7 и открывает его; Вследствие замыкания цепи положительной обратной связи с выхода блока 6 формирования выходных импульсов на вход преобразователявозбуз- дающего входа нейронного элемента напряжение на входе сумматора начинает расти и, следовательно, растет частота импульсов на выходе блока 6 формирования выходных импульсов. Кактолько напряжение на выходе сумматора достигает заданного уровня,ключ 7 переходит в исходное состоя-,ние.Если же напряжение на выходесумматора 3 больше, чем на второмвходе блока 10 сравнения, то на еговыходе появляется напряжение, которое открывает ключ 8, вследствие чего замыкается отрицательная обратнаясвязь с выхода блока 6 формирования выходных импульсов на вход преобразователя 2, При замыкании цепи отри" цательной обратной связи напряжениена выходе сумматора 3 уменьшается и,соответственно, снижается частотаследования импульсов на выходе ней: -ронного элемента. При снижении напряжения на выходе сумматора 3 до заданного уровня ключ 8 переходит в нормальное состояние и цепь отрицательной обратной связи разрывается.Таким образом, в работе моделинейрона устанавливаются верхний инижний предаты изменения функции,регуляция которой в этих пределахопределяется сигналами на входахпреобразователей 1 и 2. Преимуществатакого типа регуляции закпючаютсяв ее пластичности и легкости перестройки. Пределы верхнего и нижнегодопустимых значений регулируемыхфункций определяются разностью по"роговых напряжений блоков 4 и 10 сравнения.Формула изобретения Составитель Л.ТереховРедактор И.Михеева Техред М. Надь Корректор к Тираж 748 осударств ам изобретМосква, Ж каз 10560/78 ВНИИП по 1130Подписноенного комитета СССРний и открытий5, Раушская наб., д.4/5 л ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Предлагаемое устройс-.во может быть использовано в моделях самоорганизующнхся систем и систем с процессами самообучения в качестве элемента, осуществляющего пластическуюрегуляцию заданных функций. Устройство для моделирования ней":- рона, содержащее два управляющих преобразователя частоты в напряжение,. две группы преобразователей частоты в напряжение, причем выход каждого 1 Ф преобразователя частоты в напряжение первой и второй групп подключен к соответствующему входу сумматора, выход которого через преобразователь напряжения в частоту соединен со вхо- рр дом блока формирования выходных импульсов, выход которого подключен к информационным входам первого и второго ключей, выход первого ключа соединен со входом первого преобразователя частоты в напряжение первой группы, выход второго ключа подклюь Счен ко входу первого преобразователя,частоты в напряжение второй группы,управляющий вход первого ключа соединен с выходом первого блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй входпервого блока сравнения подключен квыходу первого управлянзцего преобразователя частоты в напряжение, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, в него введенвторой блок сравнения, первый входкоторого соединен с выходом сумматора, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу второго управляющего преобразователя частоты внапряжение, выход второго блока сравнения соединен с управляющим входомвторого ключа. Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 647698, кл, С 06 6 7/60, 1976.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2722543/18-24,кл. 6 06 6 7/601979 (прототип),.