Устройство для формирования функции принадлежности Советский патент 1991 года по МПК G06F15/36 

о со ел

&

00

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для формирования функции принадлежности нечеткой величины при условии, что известны функции принадлежности при двух числовых значениях параметра. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет интерполяции функции принадлежности нечеткой переменной. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2, элемент ИЛИ 3, блоки 4-1 и 4-2 формирования границ нечеткой переменной, блоки 5 и 7 сравнения, блоки 6-1 и 6-2 вычисления границ интерполированной переменной, генераторы 8-1 и 8-2 линейных напряжений, аналого-цифровые преобразователи 9 и 10, регистры 11 и 12, 2 ил. с &

Фиг. 7

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для формирования унимодальной функции принадлежности нечеткой величины при условии, что известны функции принадлежности при двух числовых значениях параметра.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности интерполяции функции принадлежности нечеткой переменной.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока вычисления границ интерполированной переменной.

Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2, элемент ИЛИ 3, блоки 4-1 и 4-2 формирования границ нечеткой переменной, блок 5 сравнения, блоки 6-1 .и 6-2 вычисления границ интерполированной переменной, блок 7 сравнения, генераторы 8-1 и 8-2 линейных напряжений, аналого-цифровые преобразователи .9 и 10 и°регистры 11 и 12.

Блок 6 вычисления границ интерполированной переменной включает (фиг. 2) вычитатели 13-16, умножители 17 и 18 и делитель 19. I

Предварительно опишем способ определения функции принадлежности fUi/Y/X), соответствующей произвольно му значению аргумента X, если известны функции принадлежности ) и Ut/Y/X) для заданных значений аргумента. Задача определения функции принадлежности (l|u(Y/X) относится к задаче интерполяции нечеткого результата преобразования.

Будем полагать, что указанное преобразование обладает свойством монотонности, , заключающимся в том, что при изменении аргумента X каждое зна чение элемента нечеткого множества Y преобразуется в новое значение с той же функцией принадлежности, при этом значения элементов нечеткого множества можно получит с помощью линейной интерполяции. Границы интерполированной переменной определяются из соотношений:

.i.

А А2

(1)

де

Yi А . А,

Д X, - Хг;

А,

X - X,

(2)

(3)

(4).

0

5

0

5

0

5

0

Меняя значение уровня Ц от нуля до единицы, сформируем функцию при- 0 надлежности |l|(Y/X) в виде набора троек ((U, X , Хп), которые ее однозначно определяет.

Арифметические вычисления по формулам (1)-(4) производятся в блоках 5 6-1 и 6-2. Значения Y

2

,П

,п

определяются в блоках 4-1 и 4-2 путем подбора соответствующих параметров генераторов линейного напряжения. Значения Х и Х подаются на вторые группы входов соответственно блоков 13 и 14 вычитания.

Устройство работает следующим образом.

До начала работы устройства путем подбора параметров генераторов 8-1 и 8-2 линейного напряжения блоков 4-1 и 4-2 осуществляется настройка задающих блоков 4-1 и 4-2 на генерацию функций ,) и |UjY/X2). Одновременно с подачей кода, соответствующего значению X, на информационный вход устройства происходит подача синхронизирующего импульса на вход запуска. Этот импульс запускает ГТИ 1 и генераторы 8-1 и 8-2 линейного напряжения блоков 4-1 и 4-2. Каждый импульс ГТИ 1 увеличивает содержимое счетчика 2 на единицу и разрешает запись в регистры 11 и 12 блоков 4-1 и 4-2, при этом до поступления следующего импульса ГТИ 1 на выходах блоков 4-1 и 4-2 находятся сигналы, соответствующие значениям Y Y Г|, Y л,

иЛ i Јs

Y соответственно. При этом на выходе блоков 6-1 и 6-2 появляются сигналы, соответствующие значениям Y и YA, а на выходе счетчика 2 - сигнал, соответствующий значению /U(Y/X). Устройство останавливается, кот-да переполняется счетчик 2, т.е. ju(Y/X) 1, а также когда на выходе Больше или равно блока 5 или 7 сравнения появляется сигнал,

Бл.ок 6 непосредственно реализует вычисления по формулам (1)-(4). Формула изобретенИЯ|

Устройство для формирования функции принадлежности, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый блок сравнения, два блока формирования границ нечеткой переменной, каждый из которых содержит первый генератор линейного напряжения, первый аналого-цифровой преобразователь, информационный вход первого аналого- цифрового преобразователя каждого блока формирования границ нечеткой переменной соединен с выходом первого генератора линейного напряжения соответствующего блока формирования границ нечеткой переменной, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности интерполяции функции принадлежности нечеткой переменной, в него дополнительно введены второй блок сравнения, элемент ИЛИ, два блока вычисления гистра первого блока формирования границ нечеткой переменной соединен с вторым входом первого блока сравнения и первым входом первого умножителя второго блока вычисления границ

ниц интерполированной переменной, каждый из которых содержит четыре вычи- 25 интерполированной переменной, выход тателя, два умножителя и делитель, в первого регистра второго блока форми- каждый блок формирования границ не- рования границ нечеткой переменной четкой переменной дополнительно введены второй генератор линейного напрясоединен с первым входом второго блок сравнения и первым входом второго умжения, второй аналого-цифровой преоб- 30

40

разователь, первый и второй регистры, причем вход запуска генератора тактовых импульсов является входом запуска устройства, вход останова генератора тактовых импульсов соединен г выходом элемента ИЛИ, первый, .второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами Больше или равно первого и второго блоков сравнения и выходом переполнения счетчика, информационный выход которого является выходом функции принадлежности устройства, выходы уменьшаемого первого и второго вычитателей первого и второго блоков вычисления, границ интерполированной переменной подключены к информационному входу устройства, выходы делителей соответственно первого и второго блоков вычисления границ интерполированной перемен- о ходом первого умножителя, второй вход ной являются выходами соответственно левой и правой границ интерполированной переменной устройства, в первом и втором блоках формирования границ нечеткой переменной выходы первого и второго аналого-цифровых преобра55

которого соединен с выходом второго вычитателя и входом вычитаемого третьего вычитателя, выход которого, соединен с входом делителя, вход делимого которого соединен с выходом четвертого вычитателя.

зователен соединены с информационными входами первого и второго регист - ров, входы разрешения записи-считыва- нип которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, информационный вход второго аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом второго генератора линейного напряже-

ния, вход запуска которого подключен к входу запуска первого генератора . линейного напряжения и входу запуска устройства, выход первого регистра первого блока формирования границ не5 четкой переменной соединен с первым входом первого блока сравнения и первым входом первого умножителя первого блока вычисления границ интерполированной переменной, выход второго ре0 гистра первого блока формирования границ нечеткой переменной соединен с вторым входом первого блока сравнения и первым входом первого умножителя второго блока вычисления границ

5 интерполированной переменной, выход первого регистра второго блока форми- рования границ нечеткой переменной

интерполированной переменной, выход первого регистра второго блока форми- рования границ нечеткой переменной

соединен с первым входом второго блока сравнения и первым входом второго ум

ножителя первого блока вычисления границ интерполированной переменной, выход второго регистра второго блока формирования границ нечеткой переменной соединен с вторым входом второго блока сравнения и первым входом второго умножителя второго блока вычисления границ интерполированной переменной, в блоках вычисления границ интер- полироранной переменной входы вычитае- мого первого и второго вычитателей подключены соответственно к входам задания первого и второго значений четкой переменной устройства, выход первого вычитателя соединен с входом уменьшаемого третьего вычитателя и вторым входом второго умножителя, выход которого соединен с входом уменьшаемого четвертого вычитателя, вход вычитаемого которого соединен с вы

ходом первого умножителя, второй вход

которого соединен с выходом второго вычитателя и входом вычитаемого третьего вычитателя, выход которого, соединен с входом делителя, вход делимого которого соединен с выходом четвертого вычитателя.

Фаг. 2