Устройство для преобразования нечетких множеств Советский патент 1988 года по МПК G06J3/00 G06G7/26 

4 О СП

о

со

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для арифметического преобразования двух нечетких чисел. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет определения функции принадлежности арифметических преобразований двух нечетких множеств. Устройство для преобразования нечетких множеств содержит генератор тактовых импульсов 1, счетчик 2, арифмети ческий блок 3, цифроаналоговый преобразователь 4, компаратор 5, первый аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 6, блок сравнения 7, блок элементов И 8, первый генератор линейного напряжения 9, второй АЦП 10, первый генератор пилообразного напряжения 11, второй генератор линейного напряжения 12, второй генератор пилообразного напряжения 13 и третий АЦП 14. Достижение поставленной цели обеспечивается те.м, что генератор 1 тактовых импульсов и счетчик 2 формируют текущие значения искомого множества Z, являющегося арифметическим преобразованием (суммирование, вычитание, деление, умножение) двух других нечетких множеств А и К, которые задаются функциями принадлежности линейного вида с помощью генераторов пилообразного напряжениях 11 и 13. Функция принадлежности множества М- (Z) формируется на выходе блока элементов И 8. 3 ил. 2 S (Л

ФигЛ

1 Изобретение относится к специализиро- |ванным средствам вычислительной техники и может быть использовано для арифмети- Ческих преобразований (суммирование, вы- итание, деление, умножение) двух нечетких Множеств , М-)). , 1л.(У}, где ), л,,(У) - функция принадлежности не- Нетких множеств А , Y, характеризующих Степень принадлежности элементов Л, Y этим множествам.

; Целью изобретения является расширение эбласти применения устройства за счет опре- 1еления функции принадлежности арифметических преобразований двух нечетких V1нoжecтв.

На фиг. 1 представлена электрическая труктурпая схема предложенного устройст- за; на фиг. 2 - временные диаграммы, пояс- тюп1ие его работу; на фиг. 3 - рисунок, юяспяюший способ определения функции финадлежности арифметического преобра- юваиия нечетких множеств.

Устройство для преобразования нечетких Vlнoжecтв (фиг. 1) содержит генератор I актовых импульсов (ГТИ), счетчик 2, блок ) выполнения арифметических операций, шфроаналоговьт преобразователь 4 (ЦАП), о 1паратор 5, третий анало1 о-цифровой 1реобразователь 6 (АЦП), блок 7 сравнения, Злок 8 элементов И, первый генератор 9 шнейного напряжения (ГЛИН), второй 1налого-цифровой преобразователь10

(АЦП), второй генератор 11 пилообразного 1апряжения, второй генератор 12 линейного (апряжения, первый генератор 13 пилообразного напряжения (ГПН), первый анало- о-цифровой преобразователь 14 (АЦП), ||:оеди11енпые по приведенной схеме. I Устройство для преобразования нечетких Йпожеств работает следующим образом. I Способ определения функции принадлежности арифметических операций между дву- Мя нечеткими множествами следующий. flycTb имеются два нечетких множества Л , У k требуется определить нечеткое множес тво {Z, |1(2)(, являюп;ееся результатом ариф- етической операции между Аи У - Z , где OP - арифметическая опера- иия { + , -, X, /|.

Функция принадлежности преобразования двух нечетких параметров определяется (Следующим образом:

i,,n,,i(Z)max .,(X), |i«(K)|,(1)

X,y-..

Выражение (1) можно представить в аиде

цД7)тах m(n||i.(A ), n,(ZOP- A)), (2)

1

где OP - обратная арифметическая операция.

Значение Цг(2), задаваемое выражением (2), равно величине h, которая определяется «Следующим образом:

xДZ)),(3)

А - рещение уравнения, (i,v(A-)ti,XZOP-- A-).

Таким образом, задача определения функции принадлежности результата арифметических операций двух нечетких множеств сводится к задаче многократного рещения уравнения (3).

Функции принадлежности нечетких переменных А и К задаются в виде функций примерного равенства, которые формируются в виде треугольников генераторами 11 и 13 соответственно. Работа начинается с вклю0 чения ГТИ 1. Выходной сигнал ГТИ 1 показан на фиг. 2а. Счетчик 2 подсчитывает число импульсов. Каждое состояние счетчика 2 соответствует текущему значению Z. Условно сигнал с выхода счетчика 2 показан на

фиг. 26. Определение производится для каждого из этих значений. Таковые импульсы ГТИ 1 подаются на входы первого Г ЛИН 9 и первого ГПН 13. На выходе ГЛИН 9 формируется сигнал (фиг. 26), соответствующий значению переменной А , на выходе ГПН 3.-

0 сигнал (фиг. 2к, пунктирная линия), соответствующий х{Х).

Сигнал с выхода ГЛИН 9, преобразуясь в АЦП 10, поступает на один вход блока 3, другой вход которого подключен к выходу

5 счетчика 2. Блок 3 осуществляет обратное арифметическое преобразование , при этом определяется на основе следующего соответствия |-f -|, ,

, , т. е. блок выполняет операции вычитания, сложения, деления или умноже0 ния. С выхода блока 3 сигнал, соответствующий значению y , преобразуется в аналоговую форму ЦАП 4 (фиг. 2е) и поступает на вход компаратора 5. По каждому тактовому импульсу второго АЦП 10 (фиг. 2d) вторым ГЛИН 12 формируется

5

сигнал, соответствующий изменению нечеткой переменной У (фиг. 2ж), а первый ГПН 13 - пилообразный сигнал, преобразованный третьим АЦП 6 в цифровую форму (фиг. 2и), соответствующий функции при0 надлежности ,/(У)- На входах генераторов 12 и 13 включены элементы задержки на время переходных процессов в блоке 3 и Ц.АП 4 (на фиг. 1 не показаны). При превышении сигнала с выхсда второго ГЛИН 12 сигнала с выхода ЦАП 4 на выходе компаратора 5

5 формируется и.мпульс опроса (фиг. 2з), который поступит на вход запуска блока 7 сравнения, разрещая сравнение сй гналов с выхода третьего АЦП 6, соответствующего цифровому значению jiy(), и с вы„ хода первого АЦП 14 (фиг. 2л:), соответствующего цифровому значению |a.t(A ;. В случае совпадения значений функции принадлежности y() и (Х ) на выходе блока 7 сравнения формируется импульс опроса (фиг. 2л), который поступает на управляю5 щий вход блока элементов И 8, разрешая прохождение сигнала с выхода первого АЦП 6 на выход устройства (фиг. 2м). Третий 6 и второй 10 АЦП формируют отсчеты с одипаковой частотой. Первый ГПН 13 по каждому из импульсов ГТИ 1 вырабатывает один пиJ ooбpaзный импульс, а второй ГПН 11 по каждому тактовому импульсу АЦП 10 - один пилообразный импульс. Поэтому для каждого текущего значения Z формируются отсчеты всех значений переменной Z, а для каждого текущего значения переменной X формируются все значения К. Указанные процессы повторяются до тех пор, нока на выходе нереполнения счетчика 2 не появится сигнал, останавливающий работу ГТИ 1.

Формула изобретения

Устройство для преобразования нечетких множеств, содержащее носледовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первый генератор пилообразного напряжения, первый аналого-цифровой преобразователь и блок элементов И, выход которого является выходом устройства, цифроанало- говый преобразователь, компаратор и счетчик, счетный вход которого подключен к выходу генератора тактовых имнульсов, выход цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом комнаратора, отличающееся тем, что, с целью расн)ирения области применения за счет определения функции нринадлежности арифметических нреобразо5

fliW. if/I. 2

B4«.J/1.5

Такт Sit№ }лХ/

51IIL L

to.

тА/уууу

вании двух нечетких множестЕ, в lici o luu-.K ны последо1 ате. 1Ы1() соединенные iicpBbiii 14 нератор линейного напряжения и LiropDii аналого-цифровой нреобразовате.чь, нос. К довательно соединенные второй генератор пилообразного напряжения и третий aHa.ioi o- цифровой преобразователь, блок выпо. щс- ния арифметических операций, б.кж cjiaii- нения и второй генератор линейного напряжения, вход запуска которого соединен с

0 входом запуска второго генератора ни. юоб- разного напряжения и тактовым выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход подключеп к второму входу к() ратора, соединенного В1,1ходом с входом запуска блока сравнения, первый и второй информациопные входы которого подк.чюче- ны к В1)1ходам соответственно первого и т)ет1)- его а на. юго-цифровых 1рсобразовате,е11, а выход соединен с управ.яюниш входом блока элементов И, два входа и выход блока

0 выполнения ари())мет11ческих операций 1и)д- ключены соответственно к информационпому выходу счетчика, к информационному ду второго ана,ч()1 о-ци()го нреобразо- вате.чя и к входу ци1()роана.чс)говог() nj)eo6- разовате, 1Я, вход запуска первого генерато|К1 линейного напряжещш соединен с выходом генератора тактовых имну.чьсов, вход останова которого нодк. цочен к выходу нерепо.i- нения счетчика.

5

5

JJ(}

h may. min, jjj( fxj, jiJi {y zop Л ) j

Л

Фиг.З

y(y Zop- ;)

-1