Генератор случайных чисел Советский патент 1991 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов регулирования при нечетко определен- ных целях и предназначено для моделирования возможных значений х нечеткого множества X с функцией принадлежности гц/хл ,

Цель изобретения - повышение точ- ности.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема генератора чисел; на фиг. 2 диаграмма, поясняющая его работу.

Генератор содержит элемент ИЛИ 1, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, схему J сравнения, ключ k, счетчик 5, сумматор 6, накапливающий сумматор /, блок 8 элемен- тов ИЛИ, схему 9 сравнения, формирователь 10 импульса,, регистр 11, ключ 12, счетчик 13, сумматор-вычитатель 1, накапливающий сумматор 15, схему 16 сравнения, формирователь 17 им- пульса и RS-триггер 18, генератор 19 тактовых импульсов,, элементы 20-22 задержки, регистр 2 J, датчик 2 нормално распределенных случайных чисел.

Генератор чисел работает следую- щим образом.

В исходном состоянии счетчики 5, 13 и сумматоры 7, 15 обнулены. По импульсу запуска триггер 18 устанавливается , в нулевое состояние t яапу- скается генератор 19 и опрашивается датчик 2.

Рассмотрим вначале случай, когда сформированное на его выходе число ,5. В этом случае на выходе Боль- ше схемы 3 сравнения формируется уровень логической единицы, который открывает ключ k, через который на счетный вход счетчика 5 поступают импульсы от генератора 19. Через малый интервал времени опрашивается датчик 2, вырабатывающий возможные значения чисел с нормальным распределением ( G1 у 1), Поэтому к выходному сигналу первого счетчика 5 на каждом шаге увеличения его состояния прибавляется малая случайная величина с положительным или отрицательным знаком в сумматоре 6. Результаты суммирования накапливаются в сумматоре 7.

В результате проведения описанных операций моделируется процесс случайного выведения pet улятора Большеменьше из нейтрального состояния в одно из двух возможных направлений. При этом предполагается, что решается нечеткая задача установки сигнала на нечетко заданный уровень.

В данном случае случайно оказалось что движение регулятора производится в желаемом направлении. Регулировка идет с дискретно случайным шагом, но при этом при малом числе шагов существует неопределнность. Поэтому регулировка производится с линейно увеличивающейся средней скоростью и в сумматоре 7 накапливается нарастающая случайная сумма, которая в схеме 9 сравнения сравнивается с проавой границей (фиг.2). При превышении этой границы на выходе формирователя 10 вырабатывается импульс, по которому в регистр 11 записывается нечеткое число, соответствующее положению остановки регулятора - возможному значению нечеткого числа. Кроме того, через малую задержку в третьем эле- менте 22 на время записи числа в ре- гистр 11 обнуляются счетиик 5 и сумматор 7, а также вновь опрашивается датчик 2. Указанные процессы могут повторяться и в регистре 11 формируется последовательность возможных значений нечетких чисел.

В случае, когда при очередной смене сигнала на выходе датчика 2 оказывается г 0,5, то уровень логической единицы формируется на другом выходе схемы 3 и в этом случае импульсы генератора 19 поступают через ключ 12 на счетный вход счетчика 13. Триггер 18 вначале всегда находится в нулевом состоянии, поэтому содержимое счетчика 13 суммируется в сумматоре. Формируемая сумма во втором сумматоре 15, которая соответствует движению к левой границе (фиг.2), сравнивается с ней в схеме 16.

Когда сумма становится меньше этой границы, что означает надежное определение того факта, что регулировка происходила не в требуемую сторону, на выходе Формирователя 17 формируется импульс, который переводит триггер 18 в единичное состояние, что приводит к тому, что выходной сигнал счетчика 13 в сумматоре Ik будет суммироваться со знаком плюс. Одновреч менно полученное значение возможного значения нечеткого числа, соответствующее уровню регулировки при ошибочной регулировке не в требуемую , сторону, записывается в регистр 23. После переключения триггера 18 сигнал на выходе сумматора 15 начинает увеличиваться при его превышении уровня г в схеме 9 сравнения, куда он полается через блок 8, формируется импульс на выходе формирователя 10, по которому в регистр 11 записывается возможное значение нечеткого числа и генератор перезапускается . Формула изобретени

я

Генератор случайных чисел, содержащий элемент ИЛИ, датчик равномерно распределенных случайных чисел, сумматор, две схемы сравнения, генератор тактовых импульсов, блок элементов ИЛИ, первый накапливающий сумматор, два элемента задержки и первый регистр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два ключа, RS-триггер, третья схема сравнения, два счетчика, датчик нормально распределенных случайных чисел, сумматор-вычитатель, второй накапливающий сумматор, два формирователя импульсов, второй регистр и третий элемент задержки, причем выход элемента ИЛИ соединен с входом опроса датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с первым входом первой схемы сравнения, второй вход которой является входом задания константы, а выход Больше соединен с управляющим входом первого ключа, информационный вход-которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, информационным входом второго ключа и входом первого элемента задержки, выход которого через второй элемент задержки соединен с входами разрешения суммирования первого и второго накапливающих сумматоров, входы обнуления которых соединены с входами обнуления первого и второго счетчиков, с первым вхдом элемента ИЛИ, с входом записи первого регистра и подключены к выходу третьего элемента задержки, второй вход элемента ИЛИ является входом пуска генератора и подключен к входу запуска генератора тактовы

10

J5

20

импульсов, выход элемента ИЛИ соединен с R-входом RS-триггера, прямой выход которого соединен с входом задания режима сумматора-вычитателл, первый информационный вход которого соединен с выходом первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом Меньше или равно первой схемы сравнения, выход первого ключа соединен со счетным входом второго счетчика,выход которого соединен с первым информационным входом сумматора, второй информационный вход которого соединен с вторым информационным входом сумматора- вычитателя и подключен к выходу датчика нормально распределенных случайных чисел, выход сумматора соединен с информационным входом первого накапливающего сумматора, выход которого соединен с первым вхо25 дом блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом первого регистра и первым входом второй схемы сравнения, второй вход которой является входом за30 дания правой границы, выход второй схемы сравнения через первый формирователь импульсов соединен с входом третьего элемента задержки, выход сумматора-вычитателя соединен с информационным входом второго накапливающего сумматора, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, с вторым входом блока элементов ИЛИ и подключен к первому входу третьей схемы сравнения, второй вход которой является входом задания левой границы, выход третьей схемы сравнения через второй формирователь импульсов соединен с S-входом RS-триггера и входом записи второго регистра, информационный выход которого являет.- ся выходом сформированного нечетного числа, вышедшего за левую допусти50 мую границу генератора, выход первого регистра является выходом сформированного нечетного числа, соответствующего заданному уровню генератора, выход первого элемента задержки соединен с входом опроса датчика нормально распределенных случайных чисел.

35

40

45

55

Г1Г- Гг

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процессов регулирования при нечетко определенных целях и предназначено для моделирования возможных значений х нечеткого множества X с Функцией принадлежности fUx(X). Цель изобретения - повышение точности. Генератор содержит элемент ИЛИ 1, датчик 2 равномерно распределенных случайных чисел, схему 3 сравнения, ключ k, счетчик 5, сумматор 6, на- капливаюший сумматор 7. блок 8 элементов ИЛИ, схему 9 сравнения, формирователь 10 импульсе, регистр 11, ключ 12, счетчик 13, сумматор- вычитатель И, накапливающий сумматор 15, схему 16 сравнения, формирователь 17 импульса, RS-триггер 18, генератор 19 тактовых импульсов, элементы 20-22 задержки, регистр 23 и датчик 2k нормально распределенных случайных чисел, 2 ил. (Л сь оо оо N5 Јь

Фие.2