Генератор нечетких чисел

,В,Бори ство СССР 58, 1988,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(54) ГЕНЕРАТОР НЕЧЕТКИХ ЧИСЕЛ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения нечеткихчисел, моделирующих процессы дискреного регулирования с изменением требований по точности регулировки.Цель изобретения - расширение класс 801688246 2распределений формируемых нечетких чисей, Генератор содержит датчикй 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, гене ратор 3 тактовых импульсов, сумматор 5, накапливающие сумматоры 6 и 18, блоки 7, 20, 24 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 27, счетчики 30 и 9 импульсов, дешифратор 31, 1 ил.Изобретение относится к вычисг 1 ительной технике и может быть использовано для генерации нечетких чиселс Функцией принадлежности симметрич-5ного вида типа примерного равенства.Цель и зобрет ения - расширениекласса распределений формируемыхнечетких чисел.На чертеже представлена структ урная схема генератора,Генератор содержит генератор 1одиночного импульса, первый элемент2 задержки, генератор 3 тактовых импульсов (ГТИ), датчик 4 равномернораспределенных случайных чисел(ДРРСЧ), сумматор 5, накапливающийсумматор 6, блок 7 сравнения, элемент И 8, счетчик 9 импульсов, формирователь 1 О шага приращения и умножитель 11, другой вход которогосоединен с выходом регистра 12 памяти, элементы задержки 13 и 14, датчикк 15 равномерно распределенныхслучайных чисел, умножитель 16, блок 2517 вычитания, сумматор 18, регистр19 памяти, блок 20 сравнения, формирователь 21 размаха функции принадлежности, умножитель 22, регистр23 памяти, блок 24 сравнения, регистр 25 памяти, элемент И 26 и элемент ИЛИ 27, блок 28 сравнения, регистр 29 памяти, счетчик 30 импульсов, дешифратор 31 числа циклов.Формирователи 10 и 21 выполненыв виде ПЗУ, работающих в режиме считывания, формирователи 10 и 21 последовательно вырабатывают убывающие числа 1, 0 5, О, 25 и т.д.Генератор нечетких чисел работает след ующи м обра зом.При в ключении пита ни я генератор 1вырабатывает одиночный импул ьс, ноторый обнуляет счетчики 9, 30 и накапливающий сумматор 6. После переходных процессов по обнулению, длител ьност ь которых определяет задержку сигнала в элементе 2 задернки,запускается ГТИ 3 который вырабатывает последовательность импульсов,По первому импульсу датчики 4, 15 вырабатывают случайные числа х х,н 1 0"соответственно с равномерным распределением в интервале0,1, Е регистре 12 записан начальный шаг дискретного регулирования Ь у, которыиМв рассматриваемом масштабе модегирования процесса регулирования существенно превышает единицу,Поскольку счетчик 9 вначале обнулен, то на выходе формирователей 10и 21 вначале (в первом цикле регулирования), Формируются единицы(К = 1). Поэтому в первом цикле регулирования по первому импульсу ГТИ 3на выходе первого сумматора 5 Формируется сумма у)= ду(1 + х , 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 в блоке 24сравнения с левой гранией Г, а в бл 1ке 28 сравнения - с правой границей Гпг предельного интервала значений регулируемого параметра, которые находятся в непосрецственнойблизости к наиболее ожидаемому Г,кзначению регулируемого параметра,Значения Г и Грр хранятся в регистрах 25 и 29 памяти, Если Г,(у,1 Гто на выходе элемента И 26 формируется уровень логической единицы, который через элемент ИЛИ 27 останавливает ГТИ 3, Это означает, что напервом шаге регулирования в первомже ци кле дости гнута цел ь рег ули рова ния,Если этого не происходит, то посигналу х) от датчика 15, которыйумножается в умножителе 16 на величину С(которая хранится в регистре 23 памяти и означает полуразмахфункции принадлежности типа примерного в первом цикле регулированияв цикле наиболее грубого регулирования) на выходе блока 17 вычитанияформируется текущее значение левойграницы Г 1 интервала значений регу,лируемого параметра в первом цикле регулирования, а на выходе сумматора18 - правой границы Г Р , ,-,начение(11 лГ, хранится при этом регистре 19 пас%мяти. Если сигнал на выходе накопительного сумматора 6 нахорится в пре(с 1 р 1 -делах интервала Г, Г , то навыходах блоков 7 и 20 сравнения наблюдаются уровни логической единицы, поэтому импульс ГТИ 3, задержанный вэлементе задержки 14 на время переходных 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 задан168826 ного требуемого значения параметра регулирования,Если этого не происходит, то первый цикл регулирования продолжаетсяи по очередному импульсу ГТИ 3 происходят указанные ранее процессы,В накопительном сумматоре 6 производится суммирование входного сигнала схранящейся в нем информацией еслиона не выходит за правую границу интервала в большую сторону, и его вычитание если выходит, Для этогосигнал с выхода блока 7 сравненияподается на управляющий вход накапливающего сумматора 6,В результате на выходе элементаИ 8 формируется импульс, по которомусчетчик 9 переходит в единичное состояние, что означает окончание первого цикла регулирования. Наступаетвторой цикл регулирования, По этомусостоянию на выходе формирователя10 формируется величина Кс 1, например К= 0,5, которая поступает навход умножителя 11, что означаетуменьшение детерминированной составляющей дискретного шага регулирования вдвое. По этому же состояниюсчетчика 9 формирователь 21 такжевырабатывает сигнал меньше единицы,например 05, который поступает навход умножителя 22 и в результатеполуразмах функции принадлежностиуменьшается вдвое.Таким образом, наступает второйцикл регулирования, в котором всепроцессы протекают аналогично пер"вому, но обеспечивается более точная подстройка к нечеткому требуемому эна чению па раметра регулирования, заданного с меньшим значени ем ра эма ха функции при надлежности, чем в первом цикле, и с мень"шим шагом дискретизации регулирования.Если во втором цикле удаетсявойти в требуемый более узкий интервал, то вновь на выходе элемента И 8формируется импул ьс, которй переводит счетчик в состояние два, формирователи 10 и 21 вырабатывают меньшие значения сигналов, например 0,25,и указанные процессы повторяются. 510 15 20 25. два элемента задержки, генератортактовых импульсов, первый датчикравномерно распределенных случайныхчисел, первый сумматор, накапливающий сумматор, два блока сравнения,первый элемент И, блок вычитания,четыре регистра памяти и элементИЛИ, причем выход генератора одиночного импульса через первый элемент задержки соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов,выход которого соединен с входом опроса датчика равномерно распрелеленныхслучайных чисел, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен си нформа ци онным входом на ка пли ва ющего сумматора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков сравнения выходы которых 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 введены1второй датчик равномерно распределенных случайных чисел, второй сумматор, два счетчика импульсов, формирователь шага приращения, три ум"ножителя, дешифратор числа циклов,формирователь размаха Функции принадлежности, третий и четвертый блокисравнения, второй элемент И, пятый Все это происходит до момента появления импульса на выходе элемента И 26, что означает конец регулирова нияПо сигналу на выходе элемента ИЛИ 27 останавливается ГТИ 3 и сформированное значение параметра регулирования в накопительном сумматоре 6 означает нечеткое число, соотвстстзующее нечеткому значению регулируемого параметра, В качестве нечеткого числа может быть принято и значение сигнала на выходе счетчика 30, которое означает нечеткую длительность регулирования. Оля исключения теоретически возможного зацикливания генератора используется стандартный двоичный дешиФратор 31, настроенный на предельное число циклов регулирования, При срабатывании дешифратора происходит останов ГТИ 3. Формула и зобрет ения Генератор нечетких чисел, содержащий генератор одиночного импульса,Редактор С.Лисина Заказ 3709 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113935, Москва, Ж, 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 счетнымвходом первого счет чика, с входомопроса второго датчика равномернораспределенных случайных чисел и свходом второго элемента задержки,выход которого соединен с тактовымвходом на ка пли ва ющего сумматора ичерез третий элемент задержки - стретьим входом первого элемента И,выход которого соединен со счетнымвходом второго счетчика, выход которого соединен с вхоДами формирователя шага приращения и формирователя размаха функции принадлежности, выход которого соединен свходом дешифратора числа циклов ипервым входом первого умножителя,второй вход и выход которого соединен соответственно с выходом первого регистра памяти и первым входомвторого умножителя, второй вход которого соединен с выходом второгодатчика равномерно распределенныхслучайных чисел, а выход - с первымвходом второго сумматора и входомвычитаемого блока вычитания, входуменьшаемого которого соединен свыходом второго регистра памяти ивторым входом второго сумматора,выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, выходблока вычитания соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с входом задания направления суммирования накапливающего сумматора, выход которого соединен с первыми входамитретьего и четвертого блоков сравнения, выходы которых соеди нены 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 ивходом останова генератора тактовыхимпульсов, вторые входы третьего ичетвертого блоков сравнения соединены соответственно с выходами третьего и четвертого регистров памяти,выход формирователя шага приращениясоединен с первым входом третьего умножителя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом пятого регистра памяти и вторымвходом первого сумматора, выход генератора одиночного импульса соединен с входами обнуления первого ивторого счетчиков и накапливающегосумматор." выходы первого и второгосчетчиков и элемента ИЛИ являются соответственно выходами нечеткого значения длительности регулирования, нечеткого значения регулируемого параметра и признака окончания формирования генератора,