Устройство для сравнения двух нечетких величин Советский патент 1993 года по МПК G06F7/58 G06F7/04 

сл

с

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для определения степени достоверности реализации нечетких отношений между двумя нечеткими величинами. Цель изобретения - расширение области применения за счет определения степени достоверности реализации нечетких отношений между двумя нечеткими величинами. Устройство содержит генераторы пилообразного напряжения, генераторы линейного напряжения, аналого- цифровые преобразователи, схему сборки, блоки определения минимума, блок памяти функции принадлежности, блоки сравнения, вычитатели, умножитель, блок вычитания из единицы, регистры, счетчик, элементы задержки. 1 ил.

Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники и может быть использовано для определения степени достоверности реализации нечетких отношений между двумя нечеткими величинами ARB, где . д(а)}. , //в. (b)}, ,b, /гк(а,Ь)}, /гд(а), ,ив(Ь) - функции принадлежности нечетких множеств А и В, характеризующие принадлежность значений а, Ь к соответствующим множествам возможных значений, (а,Ь)- функция принадлежности нечеткого отношения R, характеризующая степень принад- лежности нахождения значения а в отношении R к Ь.

Устройство позволяет при известных /м(а), /гв(Ь), fiR(a,b) определить достоверность реализации отношения между нечеткими множествами А и В, характеризующую степень истинности высказывания нечеткая величина А находится в отношении R к

В. В качестве примеров нечеткого отноше- . ния R могут служить отношения близко, незначительно отличаются, много больше, примерно равны и др.

Цель изобретения - расширение области применения за счет определения степени достоверности выполнения нечеткого отношения между двумя нечеткими величинами.

На чертеже представлена электрическая структурная схема устройства для сравнения двух нечетких величин.

Устройство для сравнения двух нечетких величин содержит генератор 1 импульсов, первый элемент 2 задержки, первый генератор 3 пилообразного напряжения, первый ключ 4. второй генератор 5 пилообразного напряжения, первый аналого-цифровой преобразователь 6, первый цифрозналоговый преобразователь 7, аналоговый компаратор 8, элемент 9 сборки,

XI

ю со ёп

второй ключ 10, второй аналого-цифровой преобразователь 11, первый блок 12 определения минимума, генератор 13 линейного напряжения, третий аналого-цифровой преобразователь 14, сумматор 15, блок 16 па- мяти функции принадлежности, генератор 17 линейного напряжения, четвертый аналого-цифровой преобразователь 18, первый блок 19 сравнения, первый регистр 20, первый вычитатель 21, умножитель 22 и второй вычитатель 23, блок 24 вычитания из единицы, второй блок 25 определения минимума, второй блок 26 сравнения, второй регистр 27, счетчик 28, второй элемент 29 задержки и элемент ИЛИ 30, первую 31 и вторую 32 группу элементов задержки, третий элемент задержки 33, вход задания величины разницы минимально возможных значений сравниваемых величин 34, вход-35 запуска, вход 36 задания величины 1/2, выход 37.

Степень достоверности реализации нечеткого отношения между двумя нечеткими величинами определяется на основании функции принадлежности реализации и нереализации нечетких отношений, которые определяются следующим образом:

/iR(A,B)max min{//R(a,b), /гд(а),,ав(Ь),

(а, ь

функция принадлежности реализации отношения

(А,В) ((а,Ь),д(а), //в(Ь)} функция принадлежности нереализации отношения.

Примем, что при одинаковых значениях функций принадлежности /«R(A,B) и /4(А,В) степень достоверности выполнения неравенства между двумя нечеткими величинами равна 1/2. Тогда в качестве числовой характеристики степени.достоверности реализации нечеткого отношения между дву- мя нечеткими величинами можно принять

«R(A,B) ,В)-//н(А,В)

Степень достоверности изменяется от О до 1, причем оК(А,В)0 в том и только в том случае, когда дпя всех а и b таких, ЧТО//А (а) 0 , «в (Ь) О JUR (ab) 0, т.е. ни для одного значе- ния величин, характеризующих нечеткие множества А и В, не выполняется нечеткое отношение R, и dR(A,B)1 в том и только в том случае, когда для всех а, в таких, что (а)0, //в(Ь)0, //н(а,Ь)1,т.е. для всех значений величин,арзктеризующих нечеткие множества А и В, строго выполняется отношение R.

Устройство, работает следующим образом.

Функции принадлежности нечетких величин А и В задаются в виде функции примерного равенства, которые формируются в

виде треугольника ГПН 3 и 5 соответственно. Функция принадлежности нечеткого отношения R формируется блоком памяти функции принадлежности, выполненной в виде ПЗУ, работающего в режиме считывания. Работа начинается с включения генератора тактовых импульсов (ГТИ) 1, Счетчик 28 подсчитывает число импульсов, каждое из состояний счетчика 28 соответствует текущему значению величины А, которое изменяется от а 1 до , на которое рассчитан-счетчик 28. Одновременно с ГТИ 1 начинают работать ГЛН 13 и ГПН 5, сигнал с которых соответствует изменению величины а и /м(а) соответственно. Сигнал с выхода ГЛН 13 преобразуется в цифровую форму АЦП 14. Далее сигнал з в цифровой форме поступает на вход сумматора 15, на другой вход которого поступает константа, характеризующая смещение минимального значения величины А относительно минимального значения величины В. Затем сигнал а поступает на вход блока памяти функции принадлежности 16. Сигнал /м(а)с выхода ГПН 5 преобразуется в цифровую форму АЦП 6. Далее сигнал /WA(a) поступает на группу входов ЦАП 7 и преобразуется в аналоговую форму. Этим достигается неизменность значения величины /м(а) во время сравнения ее с величиной (Ь). С выхода ЦАП 7 сигнал /м(з) поступает на вход компаратора 8. По каждому импульсу ГПН 1 через элемент 2 задержки начинают работать ГЛН 17 и ГПН 3. Сигнал с ГЛН 17, соответствующий изменению величины b поступает на вход АЦП 18. Далее сигнал в цифровой форме поступает на другую группу входов блока памяти функции принадлежности 16. Сигнал с ГПН 3, соответствующий изменению величины Ь, поступает на вход аналогового компаратора 8. Аналоговый компаратор 8 сравнивает величины Ща и ,И1з(Ь). При этом если/м(Ь) //в(Ь), то открывается ключ 4 для прохождения сигнала ftfflb), в противном случае открывается ключ 10, разрешая прохождение сигнала //А(Э). Таким образом, на выходе элемента 9 сборки формируется сигнал, соответствующий величине с т1п{//д(а), //в(Ь)}. Величина с преобразуется в цифровую форму АЦП 11 и поступает на входы блоков определения минимума 12 и 25, на другие группы входов которых поступают соответственно сигналы ;/Ј(а,Ь) и 1-,R(ab)c выхода блока памяти функции принадлежности 16 и блока вычитания из единицы 24, группа входов которого подключена к группе выходов блока памяти функции принадлежности 16. Работа АЦП

11 и АЦП 18 синхронизирована для одновременности прихода сигналов на входы блоков определения минимума 12 и 25. На выходах блоков определения минимума таким образом формируются сигналы, соответствующие ci mln{/ R(a,b),c} и - ,р(а,Ь),с}. Сигнал с тактового выхода АЦП

11через элемент ИЛИ 30 поступает на входы считывания регистров 20 и 27. Сигналы с выходов блоков определения минимума

12и 25 поступают на входы блоков сравнения 19 и 26 соответственно, а также через группы 31 и 32 элементов задержки - на входы регистров 20 и 27, сигналы с выхода которых поступают на другие группы входов блоков 19 и26 сравнения соответственно. В случае, если величина с 1(С2) больше, чем на ходящаяся в регистре 0 (27), то на выходе блока 19 (26) сравнения формируется сигнал, разрешающий запись в регистр 20 (27) текущего значения величины ci(c2).

Таким образом, в регистры 20 и 27 записываются значения

max (a,b), /a(a), ,в(Ь)} и

{а.Ь}

max mln {(1- .Ь), /иь(а), уИв(Ь)}.

{a,b}

Поскольку для каждого значения ГЛН

13вырабатываются все возможные значения величины В, то после перебора всех значений величины А в. регистры 20 и 27 записаны значения //н(А,В) и/гр(А,В) соответственно, которые по окончании перебора по сигналу с выхода переполнения счетчика 28 (который также останавливает ПТИ 1) считываются из регистров 20 и 27. Вычитатели 21 и 23 и умножитель 22 формируют величину

dR(A,Bh - ± /Я(А,В 0R(A,B)

степени достоверности реализации нечеткого отношения R между двумя нечеткими величинами А и В,

Таким.образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей расширяется область применения устройства, позволяющего определять степень достоверности реализаций как четких, так и нечетких отношений между нечеткими величинами.

Формула изобретения Устройство для сравнения двух нечетких величин, содержащее генератор импульсов, три счетчика, два генератора линейного напряжения, два генератора пилообразного напряжения, три аналого-цифровых преобразователя, цифроаналоговый преобразователь, аналоговый компаратор, сумматор, два регистра, два блока сравне. ния, два вычитателя, умножитель, элемент ИЛИ, группу элементов задержки, три элемента задержки, элемент сборки, причем вход запуска устройства соединен с входа- 5 ми запуска первого генератора пилообразного напряжения, первого генератора линейного напряжения и генератора импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго

0 аналого-цифровых преобразователей и со счетным входом счетчика, выход переполнения которого через первый элемент задержки соединен со входом останова генератора импульсов, а через второй элемент задерж5 ки выход генератора импульсов подключен к входам запуска второго генератора линейного напряжения и второго генератора пилообразного напряжения, выход первого генератора пилообразного напряжения

0 соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход первого генератора линейного напряжения соединен с информационным входом второго аналого-цифрового преобразователя, вы5 ход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с входом задания величины разности устройства, выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен с входом

0 цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом аналогового компаратора и информационным входом первого ключа, выход второго генератора пилообразного напряжения со5 единен с информационным входом второго ключа и вторым входом аналогового компаратора, выходы Меньше и Не меньше которого соединены с управляющими входами первого и второго ключей, выходы ко0 торых соединены с входами элемента сборки, выход которого соединен с информационным входом третьего аналого-цифрового преобразователя, выходы блоков сравнения соединены с входами разрешения

5 записи соответственно первого и второго регистров, входы разрешения-считывания которых подключены к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к тактовому выходу

0 третьего аналого-цифрового преобразователя и к выходу третьего элемента задержки, вход которого подключен к выходу переполнения счетчика, выходы разрядов регистров соединены с входами первых групп соответ5 ственно первого и второго блоков сравнения и с входами соответственно первой и второй групп вычитателя, выход которого соединен с первым входом умножителя, выход которого соединен с первым входом второго вычитателя, выход которого является выходом устройства, вход задания величины 1/2 устройства соединен с вторыми входами умножителя и второго вычитателя, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет определения степени достоверности реализации нечетких отношений между двумя нечеткими величинами, в него введены четвертый аналого-цифровой преобразова- таель, блок памяти функции принадлежности, блок вычитания из единицы, два блока определения.минимума, две группы элементов задержки, причем информационный вход четвертого аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом второго генератора линейного напряжения, тактовый вход - с тактовым выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, а выход - с

0

5

адресными входами первой группы блока памяти функции принадлежности, адресные входы второй группы которого соединены с выходами сумматора, а выходы соединены с входами блока вычитания из единицы и входами первой группы первого блока определения минимума, выходы блока вычитания из единицы соединены с входами первой группы второго блока определения минимума,, информационные выходы третьего аналого-цифрового преобразователя соединены с входами вторых групп блоков определения минимума, выходы которых подключены к входам вторых групп соответствующих блоков сравнения и-через соответствующие группы элементов задержки к информационным входам соответственно первого и второго регистров.