Генератор функций принадлежности Советский патент 1987 года по МПК G06F7/58 G06F17/18 

Изобретение относится к вычисли- тетьной технике и может быть использовано для определения функции принадлежности нечеткой переменной Y. являющейся функцией нескольких нечетких переменных , i-1,., .. jUjj если известно функциональное преобразование, связывающее искомое и исходные нечеткие множества (X|, ...,х ) и функции принадлежности исходных нечетких переменных |fU. (х ;)

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения генерирования функций принадлежности функционального преобразования нескольких переменных.

На фиг. 1 изображена структурная схема генератора функций принадлежности; на фиг. 2 структурная схема функционального преобразователя нечетких переменных; на фиг, 3 - структурная схема блока выделения значений функции принадлежности; на фиг, 4 - структурная схема функционального преобразователя группы.

Генератор функций принадлежности (фиг„ 1) содержит вход i запуска;, элемент задержки 2, генератор 3 тактовых импульсовS группу 4 датчиков с равномерным .распределением, входы 5 задания коэффициентов разброса i-ie четких переменных, входы,6 задания коэффициентов смещения нечетких пере менньгх, группу 7 умножителей, группу 8 сумматоров, группу 9 функционахсь- ных преобразователей; блок 0 выделения минимального сигнала, блок 11 выделения значений функции: принадлежности, функциональный преобразователь 2 нечетких переменных, счетчик 13, элемент задержки 14, выходы 15 соответствующих значений функции принадлежности,

Функциональный преобразователь нечетких переменных (фиг„ 2) содержит вхрды задания коэффициентов пропорциональности 16, группу умножителей 17 и сумматор 18„

Блок выделения значенр1Й функции принадлежности (фиг. 3) содерхдат вход 19 задания величины интервала значений искомой переменной, делитель 20, деЕпифратор 2, первую группу элементов И 22, группу элементов сравнения 23, группу блоков 24 памяти, группу элементов задержки 25, вторую группу элементов И 26,

42

Функциональный преобразователь группы (фиг. 4) содержит вход 27 задания ожидаемого значения искомой переменной, вход 28 задания козффициента разброса искомой переменной, вход 29 единицы, первый блок 30 вычитания , блок 31 определения модуля, делитель 32, второй блок 33 вычитания.

Генератор функций принадлежности работает следующим образом.

Функции принадлежности исходных переменных задаются в виде линейных функций принадлежности примерного

равенства

, . 1х;-а;|

.(Х;)-1-(О

где параметры, характеризующие центр группирования и разброс возле этого центра нечеткой переменной .

В соответствии с этим каждая из переменных х; может принимать значения от а;- (У:, до . Функциональное преобразование (х,,,,х) задается в линейном виде ,.

.

пульс запуска с входа 1 устанавливает генератор в исходное состоя- , ние, включает генератор 3 тактовых импульсов (ГТИ), По сигналу от ГТИ 3 датчики ,п вырабатывают случайные числа, равномерно распределенные в интервале Число датчиков соответствует числу исходных переменных. Выработанные числа умножаются в умножителях 7,1-7,п на

2(, в результате чего формируется величина 2d;G : s которая складывается с левой границей соответствующего интервала в сумматорах 8.1-8.п. В результате формируется п сигналов со случайными амплитудами + + 2d; Б- , которые соответствуют воз- мойсным значениям равномерно распределенных значений исходных переменных, В функциональном преобразоват«ше 12 формируется значение искомой переменной у для соответствующих значений исходных переменных, которые сформированы на выходах сумматоров 8. Для этого каждое значение искомой переменрюй умножается в соответствующем умножителе 17 на коэффициент k; и после суммирования в сумматоре 18 формируется текущее значение искомой переменной у, Кро313

е того, в функциональных преобразоателях 9.1-9.П формируются значеия функций принадлежности для сфорированных значений исходных переенных. „Формирование значений функий принадлежности производится путем прямых вычислений по формуле (1), Среди сформированных значений функций принадлежности выделяется миниальная, которая определяется путем последовательного попарного сравнения значений функций. Значение исомой переменной у и минимальное значение функции принадлежности поступает в блок 11 вьоделения значений функции принадлежности, который работает следующим образом.

Значение искомой переменной деится в делителе 20 на длину дискретного интервала ее значений. Полученное частное в двоично-десятичном дешифраторе 2-1 путем учета только целой части частного от деления преобразуется в номер интервала, в который попадает значение искомой переменной. На соответствующем выходе, дешифратора 21 появляется сигнал, который открывает соответствующую группу элементов И 22, в результате чего минимальное значение функции принадлежности поступает на вход соответствующего элемента 23 сравнения. На другой вход каждого из этих блоков в исходном состоянии подаются нулевые сигналы, которые хранятся в блоках 24 памяти. В элементах 23 сравнения сравниваются входные сигналы с сигналами, хранящимися в блоках 24 памяти. Если входной сигнал превьшает сигнал, хранящийся в блоке 24 памяти, то этот входной сигнал заносится в блок 24 памяти по сигналу разрешения, поступающему с выхода элемента 23 сравнения.

Таким образом, в блоках 24 памяти формируются значения функций принадлежности искомой переменной у для всех выделенных интервалов ее значений. Работа генератора заканчивается по сигналу с выхода переполнения счетчика 13, рассчитанного на заданное число испытаний.

Формула изобрет.ения

Генератор функций принадлежности, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик, два элемента задержки, причем выход генератора так544

товых импульсов соединен с счетным входом счетчика, выход переполнения которого через, первьш элемент задержки подключен к входу останова генератора тактовых импульсов, о т- личающййся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения генерирования фуйкций принадлежности функционального преобразования нескольких переменных, в него введены блбк вьще- ления минимального сигнала, группа из п (п - количество переменных, -целое число-) датчиков с равномерным .

распределением, группа из п умножителей, группа из п сумматоров, блок вьщеления значений функций принадлежности, группа из п функциональных преобразователей функции принадлежности нечетких переменных и функциональный преобразователь He4etKHx переменных, содержащий группу умножителей и сумматор, причем группы выходов умножителей подключены к

группам входов сумматора, блок выделения значений функции принадлежности содержит делитель, дешифратор, две группы элементов И, группу элементов сравнения, группу блоков памяти,

группу элементов задержки, каждый из п функциональных преобразователей функции принадлежности нечетких переменных группы содержит два блока вычитания, блок определения модуля

и делитель, выход первого блока вычитания через блок определения модуля соединен с первым входом делителя, выход которого соединен с первым входом второго блока вычитания, выходы вторых блоков вычитания всех

функциональных преобразователей группы соединены с соответствующими входами блока вьщеления минимального -сигнала, выход которого соединен с

первыми входами элементов И первой группы блока выделения значений функции принадлежности, выходы которых соединены через соответствующие элементы задержки группы с информационными входами блоков памяти группы, и с первыми входами соответствующих элементов сравнения группы, вторые входы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы и подключены к выходам соответствующих блоков памяти группы, выходы блоков сравнения группы соединены, с входами разрешения записи-считывания соответ51

ствующих блоков памяти группы, выходы дешифратора соединены с вторыми входами элементов И первой группы соответственно, вторые вхо,цы элементов И второй группы соединены через второй элемент задержки с выходом счетчика, вход дешифратора соединен с выходом делителя блока вычисления значений функций принадлежности, первый вход которого соединен с выходом сумматора функционального преобразователя нечетких переменных, входы умножителей которого соединены соответственно с первым входом первого, блока вычитания каждого функционального преобразователя группы и подключены к выходу соответствующего сумматора группы, выход генератора тактовых импульсов соединен с входами опроса датчиков с равномер- Hbw распределением, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих блоков умножения группы, выходы которых соединены с информационными входами соответствуюгцих сумматоров группы, вход запуска ге46

нератора тактовых импульсов является входом запуска генератора функции принадлежности, вторые входы блоков умножения группы, сумматоров группы,

блоков умножения группы функционального преобразователя нечетких переменных, делителя блока вьщеления значений функций принадлежности, делителя и первого и второго блоков

вычитания каждого функционального преобразователя группы являются соответственно входами задания коэффициентов разброса нечетких переменных, смещения нечетких переменних, коэффициентов пропорциональности нечетких переменных, величины интервала значений искомой переменной коэффициента разброса и ожидаемого значения искомой переменной и

единицы, выходы элементов И второй группы блока выделения значений функции принадлежности являются выходами соответствующих значений функции принадлежности генератора функций принадлежности.

фиг. 2

Изобретение позволяет опреде- .лить функцию принадлежности нечеткой переменной, являющейся функцией других нечетких переменных при известной функциональной зависимости и функциях принадлежности исходных 7- нечетких переменных.„По сигналу генератора 3 тактовых импульсов датчики 4 чисел с равномерными распределениями вырабатывают сигналы.случайной амплитуды, которые в умножителях 7 и сумматорах 8 преобразуются в случайные значения исходных переменных. В функциональных преобразователях 9 определяются значения функций принадлежности исходных переменных, среди которых определяются минимальные в блоке 10 выделения минимального сигнала, затем в блоке 12 определяются случайные значения искомой переменной, для которых определяются значения искомой функции принадлежности в блоке 11. 4 ил. i (Л фигЛ

-JSi

Редактор Н.Горват

Составитель В ,Орлов Техред в. Кадар

2426/45

Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035., Москва, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

,М

JJ

N

фиг. 4

Корректор М.Демчик