Устройство для определения значений функции принадлежности

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИН я)5 С 06 Г ЗОБРЕТЕНИЯ НИЕ И А ВТОРСЙОМ задержатчиковных ис ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССР У 1283806, кл. С 06 Р 7/58, 1985.Авторское свидетельство СССР У 1317454, кл. С 06 Г 7/58, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ФУНКЦИИ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения значений Функций принадлежности нечеткой переменной 7, являющейся Функцией нескольких нечетких переменных. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит элементы 1-3ки, элементы ИЛИ 4-6, группу д 7 - 7равномерно распределен случайных ч ел, группу множителей8, - 8, группу умножителей 9, - 9, группу сумматоров 10, - 10 , блок11 вычисления значений Функций нечеткой переменной, блок 12 сравнения, группу 13- 13элементов И, генератор 14 тактовых импульсов, блок 15 управления, блок 16 вычисления значений функции принадлежности, блок 17 вычитания, группу элементов И 18, счетчик 19, регистры 20-21 памяти, группу 22 - 22регистров памяти. Поставленная цель достигается за счет введения новых связей и блоков. 1 з.п. Ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения значений функций принадлежности нечеткой перемен-ной У, являющейся Функцией нескольких5нечетких переменныхх ., х = 1, и),если известно Функциональное преобразование, связывающее искомое и исходные нечеткие множества У = г(х , х,х) и Функции гринадлежности исходных нечетких переменных ,(х ),Цель изобретения - повышение быстродействия.15На Фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства для определения значений Функций принадлежности; на Фиг.2схема блока управления; на Фиг, 3 -схема блока вычисления значений функций принадлежности,Устройство для определения значений функции принадлежности (Фиг. 1)содерю 1 т элементы 1-3 задержки, элементы ИЛИ 4-6, группу датчиков 7, -7 правномерно распределенных случайныхчисел, группу умножителей 8 - 8,группу умножителей 9, - 9 , группусумматоров 10, - 10, блок 11 вычисления значений функции нечеткой переменной, блок 12 сравнения, группу13 - 13 элементов И генератор 141 Ътактовых импульсов, блок 15 управления, блок 16 вычисления значений функции принадлежности, блок 17 вычитания, группу элементов И 18, счетчик3519, регистры 20 и 21 памяти, группу22- 22регистров памяти,Блок 15 управления содержит элемент ИЛИ 23, формирователь 24 импульсов, элементы ИЛИ 25 и 26, элемент27 задержки, элемент 28 ЗАПРЕТ, счетчик 29, элемент 30 задержки, элемент31 ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ 32, элемент 33задержки, элемент ИЛИ 34, КБ-триггеры35 и 36.Блок 16 вычисления .значений функции принадлежности содержит элементы37 и 38 задержки, блоки 39 и 40 памяти, умножитель 41, сумматор 42, блок43 вычитания, блоки 44-46 элементовИ, блок 47 элементов ИЛИ, элементыИЛИ 48 и 49, элемент 50 задержки.Устройство работает следующим образом.Импульс опроса, поступающий на 55вход опроса устройства, через элементИЛИ 6 поступает на вход разрешенияФормирования начального значения бло" ка 16, на выходе которого будет сформирован сигнал, соответствующий начальному значению Функции принадлежности Д = 1. С выхода блока 16 сигналОпоступит на первый. вход блока 7 вычитания, на второй вход которого с выхода регистра 21 поступает значение "1". Значение величины (1 -3 ) с вык хода блока 17 вычитания поступает на первые входы группы умножителей 8,-8, вторые входы каждого умножнтеля группы соединены с выходами регистров 22 группы, в которых хранятся величинымакс предельных отклонений дх, каждой нечеткой переменной х, .= 1, п, С выходов умножителей группы 8, сигнаЛ лы, соответствующие значениям ДХ .=макс1 =Д (1- 3 ) - величинам возможногокотклонения нечеткой переменной х; от ожидаемого значения при значениях функции принадлежности 1 А .(х;)поступают на вторые входы группы умножителей 9, - 9 . Импульс опроса, поступающий на вход Опрос устройства, через элемент ИЛИ 5 и элемент 3 задержки поступает на вход Опрос группы 1 - 71, датчиков, Сигналы с датчиков 7 1 - 7через последовательно соединенные группу 9 1 - 9умножителей и группу 10 1 - 10 сумматоров, на вторые входы каждого из которых подаются ожидаемые значения нечетких переменных 1 х , преобразуются в значение нечеткой переменной х;), удовлетворяющей условию 1,1(х,) 3 Я и поступают на одноименные входы блока 11. С выхода блока 11 сигнал, соответствующий значению 1(х 1 ), поступает на первый вход блока.12 сравнения, на второй вход которого с выхода регистра 20 поступает требуемое значение величины у, В зависимости от значения вычисленной в блоке 11 Функции й(11 х; ) на одном из трех элементов И 13 1 - 13будет сформирован импульс, соответствующий выполнению одного из следующих условий: Е( х ") ( У; й(х; ") = У; Е(1 х" )у, который поступит на соответствующий вход блока 15 управления. Импульс опроса, поступающий на вход устройства через элемент ИЛИ 4, поступит на вход счетчика 19, устанавливая его в единичное состояние, В зависимости от предыдущего состояния блок15 управления при поступлении сигнала с одного из выходов блока 12 сравне-ния формирует на трех своих выходахимпульс, соответствующий одному из следующих условий: есть пересечение, нет пересечения, продолжение поиска.При возникновении сигналов на первых двух выходах блока 15 осуществля 5 ется переход к следующему шагу итерационной процедуры, поэтому импульс опроса через элемент ИЛИ 4 с первого или второго выхода блока 15 поступает 10 на вход счетчика 19, добавляя к его содержимому единицу. Сигнал с третьего выхода блока 15 поступает на вход блокировки блока 16, при этом присформировании сигнала на первом и втором выходе блока 15 в блоке 16 в соответствии с итерационной процедурой устанавливается новое значение величины Д , а при наличии сигнала на третьем выходе блока 15 в блоке 16 значение Л не изменяется, При наличии сигнала на одном из выходов блока 15 данный сигнал через элемент ИЛИ 5 и элемент 3 задержки поступает на входы опроса группы из 7, - 7 к датчиков равномерно распределенных случайных чисел, При этом на выходе блока 16 будет либо сформировано очередное значение 71 либо будет прежнее значение Л, и описанный процесс повторится. Процесс будет повторяться до тех пар, пока в счетчике 19 не установится значение 1(д и на выходе переполнения не будет сформирован сигнал, который через элемент 1 задержки поступит на первый вход группы 18 злементов И, разрешая прохождение сигнала с выхода блока 16 формирования значений функций принадлежности на выход устройства, и на вход астанова40 генератора 14.Блок управления (фиг. 2) работает следующим образом.Перед началом работы установочным сигналом через элемент ИЛИ 34 КБ-триг 45 геры 35 и 36, счетчик 29 устанавливаются .в нулевое состояние, При первом поступлении сигнала на второй или третий входы блока 15 КБ-триггеры 35 и 36 устанавливаются в единичное состояние. В случае изменения порядка поступления сигналов на второй или третий входы блока 15,.на входе другого триггера (либо 35, либо 36) появится сигнал, который поступит на первый или второй вход элемента И 28, По скольку на другом входе элемента И 23 присутствовал сигнал, то на его выходе будет сформирован сигнал, который преобразуясь в импульсный сигнал формирователем 24 импульсов, через элемент ИЛИ 25 поступит на первый выход блока 15. Наличие сигнала на первом выходе блока формирования сигналов опроса соответствует ситуации, когда поверхность Ри П,1 пересекаются. В случае поступления сигнала на первый вход блока 15, соответствующего ситуации, когда 1( 1 х) = у, данный сигнал через элемент ИЛИ 25 поступит на первый выход блока 15, В случае фор, - мирования сигнала на первом выходе блока 15 этот сигнал Поступит на первый вход элемента ЗАПРЕТ 28, запрещая возможное формирование сигналов на двух других выходах блока 15. При поступлении сигнала на один и тот же вход блока 15 (втарай или третий),что соответствует ситуации повторения условия Г( х т у или Г( х; 1) у, данный сигнал через элемент ИЛИ 26, элемент 27 задержки, элемент ЗАПРЕТ 28 поступает на счетный вход счетчика 29 и через элемент 30 задержки на второй вход элемента ЗАПРЕТ 31.В случае, когда число реализаций превысит Е , на выходе переполнения счетчика 29 будет сформирован импульсный сигнал, который поступит на второй выход блока 15. Наличие сигнала на втором выходе блока 15 соответствует ситуации, когда поверхность Р и область 0,1 не пересекаются. В случае формирования сигнала на втором вы- ходе блока 15, данный сигнал поступит на первый вход элемента ЗАПРЕТ 31, блокируя формирование сигнала на третьем выходе блока 15.В случае, когда число реализаций не превышает предельного, сигнал с выхода элемента ЗАПРЕТ 31, открытого для прохождения сигналов, поступит на третий выход блока 15. Наличие сигнала на третьем выходе блока 15 свидетельствует об неустановлении факта пересечения или непересечения поверхности Р с областью Пи приво-, дит к повторению проверки пересечения.При формировании сигнала на первом или на втором выходах блока 15 данный сигнал через элемент ИЛИ 32 и элемент задержки 33 поступит на соответствующий вход элемента ИЛИ 34 и установит КБ-триггеры 35 и 36 и счетчик 29 в нулевое состояние, подготавливая блок 15 для следующего цикла работы.Блок 16 вычисления значений Функции принадлежности (фиг. 3) работаетследующим образом,Текущее значение 3 к хранится вблоке 40 памяти, а текущая величина5приращения 1/2 хранится в блоке 39памяти, При поступлении сигнала на,один из трех возможных входов блока16 данный сигнал через второй элемент 10ИЛИ 49 поступит на входы считыванияблоков 39 и 40 памяти. При этом припоступлении сигнала на вход блокировки блока 16 сигнал с выхода блока 40памяти через блок 45 элементов И поступит на вьгход блока 16.В случае поступления сигнала навход разрешения блока формированияначальных значений данный сигнал через элемент 37 задержки поступит насоответствующий вход блока 44 элементов И, разрешая прохождение сигналас выхода сумматора 42, соответствующего новому значению функции принадлежности М к+ 1/2 ", чеРез блок 47 элементов ИЛИ на выход блока 16. Аналогично происходит срабатывание блокапри поступлении сигнала на вход установки. В этом случае открывается дляпрохождения сигнала, соответствующего новому значению Функции принадлежности- 1/2 , блок 45 элементов И,кЭлементы 37 и 38 задержки предназначены для задержки сигнала на время длительности срабатывания блоков40-42 и 40-43 соответственно, При по 35ступлении сигналов на первые два входа блока 16 они через элемент ИЛИ 48и элемент 50 задержки поступают навходы записи блоков 39 и 40 памяти,разрешая запись новых значений приращений 1/2 1/2 и функции принадлежкности +,соответственно с выхода умножителя 41, первая группа входов которого подключена к группе выходовпервого блока 39 памяти, а вторая является группой входов задания величины 05, и с выхода блока элементовИЛИ 47,Формула изобретения1. Устройство для определения значений Функции принадлежности, содержащее группу датчиков равномерно распределенных случайных чисел, выходыФкоторых соединены с первыми входами умножителей первой группы, выходы которых соединены с первыми входами сумматоров группы, выходы которыхсоединены с соответствующими информационными входами блока вычислениязначений функции нечеткой переменной,первый и второй элементы задержки,генератор тактовых импульсов, блоквычисления значений функции принадлежности и счетчик, выход перепОлнениякоторого соединен с первым входомвторого элемента задержки, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в неговведены два регистра памяти, группарегистров памяти, третий элемент задержки, две группы элементов И, блоквычитания, блок сравнения, блок управления, три элемента ИЛИ, причемпервые входы первого, второго и третьего элементов ИЛИ объединены и являются входом Опрос устройства, который соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом останова генераторатактовых импульсов, выход которогосоединен с первыми входами элементовИ первой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами блока управления, первый выход которогосоединен с вторыми входами первого,второго и третьего элемента ИЛИ, выход блока вычисления функции нечеткойпеременной соединен с первым входомблока сравнения, второй вход которогосоединен с выходом первого регистрапамяти, выходы Меньше", 1 Равно 1 и"Больше блока сравнения соединены свторыми входами соответствующих элементов И первой группы, второй выход блока управления соединен с третьими входами второго и третьего элементов ИЛИ и подключен к входу установки блока вычисления значений функции принадлежности, вход разрешенияформирования начального значения кото-,рого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход блока вычислениязначений функции принадлежности соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен свыходом второго регистра памяти, выход блока вычитания соединен с первыми входами умножителей второй группы, вторые входы которых соединены свыходами регистров пямяти группы, выходы умножителей второй группы соединены с вторыми входами умножителейпервой группы, третий выход блока управления соединен с выходом блокиров 9 1585795 30ки блока вычисления значений функции принадлежности и подключен к четвертому входу третьего элемента ИЛИ, выход. которого через третий элемент заи 5 держки соединен с входами Опрос датчиков равномерно распределенных случайных чисел группы, выход второго элемента задержки соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов и первыми входами элементов И второй группы, вторые входы элементов И второй группы подключены к выходу блока вычисления значений функциипринадлежности, выходы элементов 15 И второй группы являются выходом устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика.2. Устроиство по. и1, 0 т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит три элемента задержки, пять элементов ИЛИ, два КБ-триггера, формирователь импульсов, два элемента ЗАПРЕТ, счетчик, причем первый вход первого элемента ИЛИ является входом предварительной установки блока, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом обнуления счетчика и К-входами первого и второго КБ-триггеров, прямые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого через формирователь имйульсов соединен с первым входомтретьего элемента ИЛИ, выход которогосоединен с первым входом первого эле"мента ЗАПРЕТ, выход которого соединенсо счетным входом счетчика, выхоцпереполнения которого соединен с первым входом второго элемента ЗАПРЕТ,второй вход которого соединен с выхо"дом первого элемента задержки, входкоторого соединен с выходом первогоэлемента ЗАПРЕТ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом .четвертого элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержкисоединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ является первым входом блока, Я-вход первого КБ-триггера соединен с первым входом пятого элементаИЛИ и является вторым входом блока,Я-вход второго КЯ-триггера соединенс вторым входом пятого элемента ИЛИи является третьим входом блока, выход третьего элемента ИЛИ являетсяпервым выходом блока, выход переполнения счетчика соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и является вторым выходом блока, выход второго элемента ЗАПРЕТ является третьимвыходом блока, выход пятого элементаИЛИ через третий элемент задержкисоединен с вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ.1585795Составитель И. Столяров едактор Е. Копча Техред Л,Сердюкова Корректирня Заказ 2327 Тираж 563 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.