Генератор случайных чисел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) И) 6 Р 7/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТИРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ), Це сти, И 1, енных нения ф8 эле стр атор ф ггер ул е ил. ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР Ю 13 14339, кл, С 06 Р 7/58, 1986,Авторское свидетельство СССР М 1603382, кл. Г 06 Р 7/58, 1988. (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычи лительной технике и может быть ис пользовано для моделирования процессов регулирования при нечетко определенных целях и предназначен для моделирования возможных знаце ний х нечеткого множества Х функцией принадлежности р х(Х изобретения - повышение точно Генератор содержит элемент ИЛ датчик 2 равномерно распредел случайных чисел, схему 3 срав ключ 4, сцетцик 5, сумматор 6 капливающий сумматор 7, блок ментов ИЛИ, схему 9 сравнения формирователь 1 О импульса, ре 11, ключ 12, счетчик 13, сумм вычитатель 14, накапливающий матор 15, схему 16 сравнения, мирователь 17 импульса, КБ-тр 18, генератор 19 тактовых имп сов, элементы 20-22 задержки, гистр 23 и датцик 24 нормальн пределенных случайных чисел.45 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессоврегулирования при нечетко опререленных целях и предназначено для морелирования возможных значений х нечеткого множества У с Функциейпринадлежности р 1,Цель изобретения - повышение точности,На фиг,1 представлена электрическая структурная схема генератора чисел; на Фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу, 15Генератор содержит элемент ИЛИ 1,датчик 2 равномерно распределенныхслучайных чисел, схему 3 сравнения,ключ 4, счетчик 5, сумматор 6, накапливающий сумматор 7, блок 8 элементов ИЛИ схему 9 сравнения, Формирователь 1 О импульса регистр 11, ключ12, счетчик 13, сумматор-вычитатель14, накапливающий сумматор 15, схему16 сравнения, Формирователь 17 импульса и КБ-триггер 18, генератор 19тактовых импульсов элементы 20-22задержки, регистр 23, датчик 24 нормально распределенных случайных чисел.Генератор чисел работает следующим образом.В исхорном состоянии счетчики 5,13 и сумматоры 7, 15 обнулены. Поимпульсу запуска триггер 18 устанавливается,в нулевое состояние, запускается генератор 19 и опрашиваетсядатчик 2,Рассмотрим вначале случай, когдасформированное на его выходе числог ) О, 5. В этом случае на выходе "Больше" схемы 3 сравнения формируетсяуровень логической единицы, которыйоткрывает ключ 4, через который насчетный вход счетчика 5 поступаютимпульсы от генератора 19, Черезмалый интервал времени опрашиваетсядатчик 24, вырабатывающий возможныезначения чисел с нормальным распределением ( О ъ 1). Поэтому к выходному сигналу первого счетчика 5 накаждом шаге увеличения его состояния прибавляется малая случайнаявеличина с положительным или отрицательным знаком в сумматоре 6, Результаты суммирования накапливаютсяв сумматоре 7,В результате проведения описанныхопераций моделируется процесс случайного выведения регулятора нВольшеменьше" из нейтрального состояния водно из двух возможных направлений,При этом предполагается что решаетсянечеткая задача установки сигнала нанечетко заранный уровень.В данном случае случайно оказалось,что движение регулятора производитсяв желаемом направлении. Регулировкаидет с дискретно случайным шагом, нопри этом при малом числе шагов существует неопределнность, Поэтому регулировка производится с линейно увеличивающейся средней скоростью и в сумматоре 7 накапливается нарастающаяслучайная сумма, которая в схеме 9сравнения сравнивается с проавой границей (фиг.2), При превышении этойграницы на выходе формирователя 10вырабатывается импульс, по которому врегистр 11 записывается нечеткоечисло, соответствующее положениюостановки регулятора - возможномузначению нечеткого числа. Кроме того,через малую задержку в третьем элементе 22 на время записи числа в регистр 11 обнуляются счетчик 5 исумматор 7, а также вновь опрашивает"ся датчик 2 Указанные процессы могут повторяться и в регистре 11 Формируется последовательность возможных значений нечетких чисел.В случае, когда при очереднойсмене сигнала на выходе датчика 2оказывается т ( 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 входсчетчика 13, Триггер 18 вначалевсегда находится в нулевом состоянии, поэтому содержимое счетчика 13суммируется в сумматоре, формируемая сумма во втором сумматоре 15которая соответствует движению клевой границе (фиг,2), сравниваетсяс ней в схеме 16,Когда сумма становится меньшеэтой границы, что означает надежноеопределение того факта что регулировка происходила не в требуемую сторону, на выходе Формирователя 17 Фор 1 ируется импульс, который переводиттриггер 18 в единичное состояние, чтоприводит к тому, что выходной сигналсчетчика 13 в сумматоре 14 будет суммироваться со знаком плюс, Орновременно полученное значение возможногсзначения нечеткого числа, соответствующее уровню регулировки при ошибочной регулировке не в требуемую,сторону, записывается в регистр 23.После переключения триггера 18 сигнал на выходе сумматора 15 начинаетувеличиваться при его превышенииуровня г в схеме 9 сравнения, кудаон подается через блок 8, Формируется импульс на выходе Формирователя10, 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 ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два ключа, КБ-триггер третья схема сравнения, два счетчика, датчик нормально распределенных случайных чисел сумматор-вычитатель, второйнакапливающий 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 первогоключа, 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 подключены 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 К-входом Б-триггера прямолвыход которого соединен с входомзадания режима сумматора-выцитателяпервый информационный вход которого соединен с выходом первого счетцика, счетный вход которого соединен с выходом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом Меньше или равно первойсхемы сравнения, выход первого ключа соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с первым информационным входомсумматора второй информационыйвход которого соединен с вторыминформационным входом суэторавычитателя и подключен к выходу 20 датчика нормально распределенныхслучайных чисел, выход сумматорасоединен с информационным входом первого накапливающего сумматора, выход которого соединен с первым вхо дом блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с информационнымвходом первого регистра и первымвходом второй схемы сравнения, второй вход которой является входом заЗ 0 дания правой границы, выход второйсхемы сравнения через первый Формирователь импульсов соединен свходом третьего элемента задержки,выход сумлатора-вычитателя соединенс информационным входом второгонакапливающего сумматора, выход которого соединен с информационнымвходом второго регистра, с вторымвходом блока элементов ИЛИ и подключен к первому входу третьей схемы сравнения, второй вход которойявляется входом задания левой границы, выход третьей схемы сравнениячерез второй Формирователь импульсов45 соединен с 8-входом КБ-триггера ивходом записи второго регистра, инФормационный выход которого являет,- ся выходом сформированного нечетногочисла, вышедшего за левую допусти мую границу генератора, выход первого регистра является выходом сформированного нечетного числа, соответствующего заданному уровню генератора, выход первого элемента за держки соединен с входом опроса датцика нормально распределенных случайных чисел.Составитель И.СтоляровТехред О,Олийнык Корректор Н,Ревская Редактор С;Лисина Заказ 3709 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Г