Устройство для преобразования нечетких множеств Советский патент 1991 года по МПК G06J3/00 G06G7/26 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, может быть использовано для арифметических преобразований двух нечетких множеств при нечетком задании правила преобразования и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1405079.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения преобразования двух нечетких множеств при нечетком правиле преобразования из класса арифметических операций,

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока выполнения арифметических операций; на фиг. 3 - вид функции принадлежности вида преобразования.

Устройство для преобразования нечетких множеств содержит последовательно соединенные генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ), счетчик 2, блок 3 выполнения арифметических операций, цифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 4 и компаратор

5,последовательно соединенные третий аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

6,блок 7 сравнения и блок 8 элементов И, последовательно соединенные первый генератор 9 линейного напряжения (ГЛИН), второй АЦП 10 и второй генератор 11 пилообразного напряжения (ГПН), выход которого соединен с входом третьего АЦП б, второй ГЛИН 12, выход которого соединен с другим входом компаратора 5, последовательно соединенные первый ГПН 13, вход которого соединен с выходом генератора 1, и первый АЦП 14, выход которого соединен с другим входом блока 8, последовательно соединенные сумматор 15, блок 16 вычисления значений функции принадлежности, дополнительный блок 17 сравнения, элемент И 18 и триггер 19, выход которого соединен с третьим входом блока 3, а также датчик 20 случайных чисел с равномерным распределением, выход которого соединен с другим входом дополнительного блока 17, и элемент 21 задержки, вход которого объединен с входом датчика 20, а выход соединен с другим входом элемента И 18.

Блок 3 (фиг. 2) образуют коммутатор 22, блок 23 вычитания, блок24 элементов ИЛИ, коммутатор 25 и блок 26 деления.

Блоки 15, 16, 23 и 26 могут быть выполнены в виде ПЗУ, остальные блоки являются стандартными блоками вычислительной техники,

Устройство для п ре обра зова ни янечет- ких множеств работает следующим образом.

Функции принадлежности двух нечетких переменных X и Y задаются в виде линейных функций принадлежности примерного равенства, которые формируются в виде треугольников генераторами 11 и 13, соответственно. Само функциональное преобразование, которым подвергаются эти множества, является нечетким и определяется следующим образом.

На выходе сумматора 15 формируется

сумма t х + у текущих значений нечетких множеств X и У. В блоке 16, являющемся ПЗУ, вычисляется значение функции принадлежности

г

А Мт (t) Jo-tn t

(l-e- Mn)tMn.

Одновременно с этим по каждому 1-му

импульсу тактирования второго АЦП 10дат- чик 20 вырабатывает случайное число с равномерным распределением В п. При А В на выходе дополнительного блока 17 сравнения формируется уровень логической

единицы, который поступает на вход элемента И 18. Появление уровня логической единицы соответствует тому факту, что сумма t х + у относительно велика, поэтому исходные нечеткие множества должны перемножаться, что характерно для относительно малого значения суммы.

При этом по каждому импульсу гнерато- ра 1 триггер 19 устанавливается в нулевое состояние и блок 3 работает как вычитатель,

что соответствует суммированию нечетких множеств X и Y. При появлении уровня ло- ической единицы на выходе блока 17 импульс опроса датчика 20 после задержки на время переходных процессов в блоках 20 и

17 в элементе 21 задержки проходит через элемент И 18 и переводит триггер 19 в единичное состояние. В результате блок 3 работает как делитель, что соответствует умножению походных нечетких множеств.

5 Переход блока 3 из состояния в состояние производится при смене управляющих сигналов коммутаторов 22 и 25. Поэтому входные сигналы блока 3, соответствующие текущим значениям исходных нечетких

0 множеств, либо вычитаются в блоке 23, либо делятся в блоке 26. Объединение цифровых сигналов производится в блоке 24.

Таким образом, преобразование нечет- 5 ких множеств производится по нечеткому правилу перехода от их суммирования к их умножению.

С учетом изменений функции блока 3 работа устройства происходит следующим образом.

Работа начинается с включения генератора 1, сигналы с выхода которого поступают на вход счетчика 2, состояние которого соответствует текущему значению Z %OP Y, где ОР - операция сложения или умножения. Вначале это будет операция сложения. Тактовые импульсы подаются на входы первых ГЛИН 9 и ГПН 13. На выходе ГЛИН 9 формируется сигнал, соответствующий значению переменной X, на выходе ГПН 13 - сигнал, соответствующий Мх(Х).

Сигнал с выхода ГЛИН 9, преобразуясь в АЦП 10, поступает на один вход блока 3, другой вход которого подключен к выходу счетчика 2. Блок 3 осуществляет обратное арифметическое преобразование , при этом определяется на основе следующего соответствия: (+ ), {%-+ 1), т.е. блок выполняет операции вычитания или деления. С выхода блока 3 сигнал, соответствующий значению У , преобразуется в аналоговую форму ЦАП 4 и поступает на вход компаратора 5. По каждому тактовому импульсу второго АЦП 10 второй ГЛИН 12 формирует сигнал, соответствующий изменению нечеткой переменной У, а первый ГПН 13 - пилообразный сигнал, преобразованный третьим АЦП 6 в цифровую форму, соответствующий функции принадлежности Му(у). На входах генераторов 12 и 13 включены элементы задержки (не показаны) на время переходных процессов в блоке 3 и ЦАП 4. При превышении сигналом с выхода второго ГЛИН 12 сигнала с выхода ЦАП 4 на выходе компаратора 5 формируется импульс опроса, который поступает на вход запуска блока 7 сравнения, разрешая сравнение сигналов с выхода третьего АЦП 6, соответствующего цифровому значению Му(у) , и с выхода первого АЦП 14, соответствующего цифровому значению Мх($. В случае совпадения значений функции принадлежности My( и Мх($ на выходе блока 7 сравнения формируется импульс опроса, который поступает на управляющий вход блока элементов И 8, разрешая прохождение сигнала с выхода первого АЦП 14 на выход устройства. Третий б и второй АЦП формируют отсчеты с одинаковой частотой. Первый ГПН 13 по каждому из импульсов ГТИ 1 вырабатывает один пило- образный импульс, а второй ГПН 11 по каждому тактовому импульсу АЦП 10 - также один пилообразный импульс. Поэтому для каждого текущего значения Z формируются отсчеты всех значений переменной у, а для

каждого текущего значения переменной х формируются все значения у. Указанные процессы повторяются до тех пор, пока на выходе переполнения счетчика 2 не появится сигнал, останавливающий работу ГТИ 1.

Формула изобретения Устройство для преобразования нечетких множеств по авт. св. № 1405079, отличающееся тем, что, с целью расширения

функциональных возможностей за счет обеспечения преобразования нечетких множеств при нечетком правиле преобразования из класса арифметических операций, в него введены последовательно соединенные сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым входом и выходом блока выполнения арифметических операций, блок вычисления значений функции принадлежности, дополнительный

блок сравнения, элемент И и триггер, выход которого соединен с третьим входом блока выполнения арифметических операций, а другой вход триггера - с выходом генератора тактовых импульсов, датчик случайных чисел

с равномерным распределением и элемент задержки, входы которых объединены и под- ключены к тактовому выходу второго аналого- цифрового преобразователя, а выходы подключены соответственно к вторым входам

дополнительного блока сравнения и элемента И.

T(t)

Фиэ.З

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для арифметических преобразований двух нечетких множеств при нечетком задании правила преобразования. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения преобразования двух нечетких множеств при нечетком правиле преобразования из класса арифметических операций. На выходе сумматора 15 формируется сумма текущих значений преобразуемых нечетких множеств, которая используется в блоке 16 вычисления значения функции принадлежности, которое затем сравнивается в дополнительном блоке 17 сравнения со случайным числом, формируемым датчиком 20 случайных чисел с равномерным распределением. При выработке уровня логической единицы триггер 19 переводится в состояние, которое изменяет вид преобразования в блоке 3 выполнения арифметических операций. 3 ил. е ON Ю СЛ OJ Сл) Сл) , Ю