SU1585795A1 - Устройство дл определени значений функции принадлежности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  определени  значений функций принадлежности нечеткой переменной Y,  вл ющейс  функцией нескольких нечетных переменных. Цель изобретени  - повышение быстродействи . Устройство содержит элементы 1-3 задержки, элементы ИЛИ 4-6, группу датчиков 7 1 - 7 N равномерно распределенных случайных чисел, группу множителей 8 1 - 8 N, группу умножителей 9 1 - 9 N, группу сумматоров 10 1 - 10 N, блок 11 вычислени  значений функций нечеткой переменной, блок 12 сравнени , группу 13 1 - 13 3 элементов И, генератор 14 тактовых импульсов, блок 15 управлени , блок 16 вычислени  значений функции принадлежности, блок 17 вычитани , группу элементов И 18, счетчик 19, регистры 20, 21 пам ти, группу 22 1 - 22 N регистров пам ти. Поставленна  цель достигаетс  за счет введени  новых св зей и блоков. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к вычисли- ; тельной технике и может быть исполь- f) зовано дл  определени  значений функций принадлежности нечеткой перемен- ной Y,  вл ющейс  функцией нечетких переменных (х., i 1, п), если известно функциональное преобра- зевание, св зывающее искомое и исходные нечеткие множества Y f(x , х , ..,,х) и функции принадлежности исходных нечетких переменных ЧУ,(Х. ) III л, 1

1 1 , П ).

Цель изобретени  - повышение быстродействи .

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл  определени  знаг- чений функций принадлежности; на фиг,2 -i схема блока управлени ; на,фиг, И - схема блока вычислени  значений функций принадлежности.

Устройство дл  определени  значений функции принадлежности (фиг. 1) содержит элементы 1-3 задержки, элементы ИЛИ 4-6, группу датчиков 7, -7

п

равномерно распределенных случайньк чисел, группу умножителей 8 - 8, группу умножителей 9, - 9,,, группу сумматоров 10 - Ю, блок 11 вычислени  значений функции нечеткой переменной , блок 12 сравнени , группу

3, 13 .

элементов

тактовых импульсов,

ни , блок 16 вычислени  значений функции принадлежности, блок 17 вычитани , группу элементов И 18, счетчик 19, регистры 20 и 21 пам ти, группу 22 - 22 j регистров пам ти,

Блок 15 управлени  содержит элемент ИЛИ 23, формирователь 24 импульсов , элементы ИЛИ 25 и 26, элемент 27 задержки, элемент 28 ЗАПРЕТ, счетчик 29, элемент 30 задержки, элемент 31 ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ 32, элемент 33 задержки, элемент ИЛИ 34, RS-триггеры 35 и 36.

Блок 16 вычислени  значений функции принадлежности содержит элементы 37 и 38 задержки, блоки 39 и 40 пам ти , умножитель 41, сумматор 42, блок 43 вычитани , блоки 44-46 элементов И, блок 47 элементов ИЛИ, элементы ИЛИ 48 и 49, элемент 50 задержки.

Устройство работает следующим образом . .

Импульс опроса, поступающий на вход опроса устройства, через элемен ИЛИ 6 поступает на вход разрешени  формировани  начального значени  блока 16, на выходе которого будет сформирован сигнал, соответствую1ций начальному значению функции принадлеж16 сигнал 1 7 выности 1, с выхода блока поступит на первый.вход блока

; f) -i {О

15

читани , на второй вход которого с выхода регистра 21 поступает значение 1. Значение величины (1 -/..) с вы (V.

хода блока 17 вычитани  поступает на первые входы группы умножителей , вторые входы каждого умножител  группы соединены с выходами регистров 22 группы, в пределы

нечеткой переменной х, i. 1, п. С выходов умножителей группы 8. сигналы , соответствуюп1ле значени м

20

25

30

3 ы

т 40

которых хран тс  величины

А агс предельных отклонении Лх . каждой

45

50

55

величинам возможного

/МСЧКС f . J ч

-4 д. (1-Л,,) отклонени  нечеткой переменной х ; от ожидаемого значени  при значени х функции принадлежности u.(xp Я , поступают на вторые входы группы умножителей 9 - 9, Импульс опроса, поступающий на вход Опрос устройства , через элемент ИЛИ 5 и элемент 3 задержки поступает на вход Опрос группы 7 - 7 датчиков. Сигналы с датчиков через последовательно соединенные группу 9 - 9 умножителей и группу 10, - 10 сумматоров, на вторые входы каждого из которых подаютс  ожидаемые значени  нечетких переменных х ; ), преобразуютс  в значение нечеткой переменной х,-), удовлетвор ющей условию ju( (х) 7/ , и поступают на одноименные входы блока 11, С выхода блока 11 сигнал, соответствующий значению (х ), поступает на первый вход блока 12 сравнени , на второй вход которого с выхода регистра 20 поступает требуемое значение величины у, В зависимости от значени  вычисленной в блоке 11 функции f(x;)) на одном из трех элементов И 13, - 13 будет сформирован импульс, соответствующий выполнению одного из следующих условий: f(Un) у; f({Xii) у; fCix. b у, который поступит на соответствующий вход блока 15 управлени . Импульс опроса, поступающий на вход устройства через элемент ИЛИ 4, поступит на вход счетчика 19, устанавлива  его в единичное состо ние, В зависимости от предыдущего состо ни  блок 15 управлени  при поступлении сигнала с одного из выходов блока 12 сравне- ни  формирует на трех своих выходах

импульс, соответствующий одному из следующих условий: есть пересечение, нет пересечени , продолжение поиска.

При возникновении сигналов на первых двух выходах блока 15 осуществл етс  переход к следующему шагу итерационной процедуры, поэтому импульс опроса через элемент ИЛИ 4 с первого или второго выхода блока 15 поступает на вход счетчика 19, добавл   к его содержимому единицу. Сигнал с третьего выхода блока 15 поступает на вход блокировки блока 16, при этом при сформировании сигнала на первом и втором выходе блока 15 в блоке 16 в соответствии с итерационной процедурой устанавливаетс  новое значение величины / , а при наличии сигнала на третьем выходе блока 15 в блоке 16 значение не измен етс . При наличии сигнала на одном из выходов блока 15 данный сигнал через элемент ИЛИ 5 и элемент 3 задержки поступает на входы опроса группы из 7, - 7 датчиков равномерно распределенных случайных чисел.. При этом на выходе блока 16 будет либо сформировано очередное значение Л.(, либо будет прежнее значение Д) , и описанный процесс повторитс . Процесс будет повтор тьс  до тех пор, пока в счетчике 19 не установитс  значение К р и на выходе переполнени  не будет сформирован сигнал , который через элемент 1 задержки поступит на первый вход группы 18 эле ментов И, разреша  прохождение сигнала с выхода блока- 16 формировани  значений функций принадлежности на выход устройства, и на вход останова генератора 14.

Блок управлени  (фиг. 2) работает следующим образом.

Перед началом работы установочным сигналом через элемент ИЛИ 34 RS-триг- геры 35 и 36, счетчик 29 устанавливаютс  в нулевое состо ние. При первом поступлении сигнала на второй или третий входы блока 15 RS-триггеры 35 и 36 устанавливаютс  в единичное состо ние . В случае изменени  пор дка поступлени  сигналов на второй или третий входы блока 15;,на входе другого триггера (либо 35, либо 36) по витс  сигнал, который поступит на первый или второй вход элемента И 28. Поскольку на другом входе элемента И 23 присутствовал сигнал, то на его выходе будет сформирован сигнал, который

10

15

20

25

30

35

40

45

0

5

пр(2образу сь в импульсньш сигнал формирователем 24 импульсов, через элемент ИЛИ 25 поступит на первый выход блока 15. Наличие сигнала на первом выходе блока формировани  сигналов опроса соответствует ситуации, когда поверхность Р„ и П пересекаютс . В случае поступлени  сигнала на первый вход блока 15, соответствующего ситуации , когда f() у, данный сигнал через элемент ИЛИ 25 поступит на первый выход блока 15. В случае формировани  сигнала на первом выходе блока 15 этот сигнал поступит на первый вход элемента ЗАПРЕТ 28, запреща  возможное формирование сигналов на двух других выходах блока 15. При поступлении сигнала на один и тот же вход блока 15 (второй или третий),что соответствует ситуации повторени  услови  f( Xjf) у или f( Х;) у,

данньй сигнал через элемент ИЛИ 26, элемент 27 задержки, элемент ЗАПРЕТ

28поступает на счетньи вход счетчика

29и через элемент 30 задержки на второй вход элемента ЗАПРЕТ 31.

В случае, когда число реализаций превысит К , на выходе переполнени  счетчика 29 будет сформирован импульсный сигнал, который поступит на второй выход блока 15. Наличие сигнала на втором выходе блока 15 соответствует ситуации, когда поверхность Р. и область D L не пересекаютс . В случае формировани  сигнала на втором выходе блока 15, данный сигнал поступит на первый вход элемента ЗАПРЕТ 31, блокиру  формирование сигнала на третьем выходе блока 15.

В случае. когда число реализаций, не превьшает предельного, сигнал с выхода элемента ЗАПРЕТ 31, открытого дл  прохождени  сигналов, поступит на третий выход блока 15. Наличие сигнала на третьем выходе блока 15 свидетельствует об неустановлении факта пересечени  или непересечени  поверхности Р с областью D р и приво-, дит к повторению проверки пересечени .

При формировании сигнала на первом или на втором выходах блока 15 данный сигнал через элемент ИЛИ 32 и элемент задержки 33 поступит на соответствующий вход элемента ИЛИ 34 и установит RS-триггеры 35 и 36 и счетчик 29 в нулевое состо ние, подготавлива  блок 15 дл  следующего цикла работы.

Блок 16 вычислени  значений функции принадлежности (фиг. 3) работает следующим образом.

Текущее значение Л хранитс  в блоке 40 пам ти, а текуща  величина приращени  1/2 хранитс  в блоке 39 пам ти. При поступлении сигнала на, один из трех возможных входов блока 16 данный сигнал через второй элемент ИЛИ 49 поступит на входы считывани  блоков 39 и 40 пам ти. При этом при поступлении сигнала на вход блокировки блока 16 сигнал с выхода блока 40

сумматоров группы, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами блока вычислени  значений функции нечеткой переменной, первый и второй эл.ементы задержки, генератор тактовых импульсов, блок вычислени  значений функции принадлеж ности и счетчик, выход переполнени  которого соединен с первым входом второго элемента задержки, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены два регистра пам ти, группа

пам ти через блок 45 элементов И пос- , регистров пам ти, третий элемент за20

тупит на выход блока 16.

В случае поступлени  сигнала на вход разрешени  блока формировани  начальных значений данный сигнал че- рез элемент 37 задержки поступит на соответствующий вход блока 44 элементов И 5 разреша  прохождение сигнала с выхода сумматора 42, соответствующего новому значению функции принадлежности Л 1/2 , через блок 47 эле- 25 ментов ИЛИ на выход блока 16. Аналогично происходит срабатывание блока при поступлении сигнала на вход установки . В этом случае открываетс  дл  прохождени  сигнала, сЬответствующе- го. новому значению функции принадлежности - , 6JJOK 45 элементов И. Элементы 37 и 38 задержки предназначены дл  задержки сигнала на врем  длительности срабатывани  блоков 40-42 и 40-43 соответственно. При по- ступлении сигналов на первые два входа блока 16 они через элемент ИЛИ 48 и элемент 50 задержки поступают на входы записи блоков 39 и 40 пам ти, разреша  запись новых значений приращений 1/2 1/2 и функции принадлежности А(1 соответственно с выхода умножител  41, перва  группа входов которого подключена к группе вьгеодов

30

40

45

держки, две группы элементов И, блок вычитани , блок сравнени , блок управлени , три элемента ИЛИ, причем первые входы первого, второго и третьего элементов ИЛИ объединены и  вл  ютс  входом Опрос устройства, который соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом останова генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И первой группы,,выходы которых соединены с соответствующими входами бло ка управлени , первый выход которого соединен с вторыми входами первого, второго и третьего элемента ИЛИ, выход блока вычислени  функции нечеткой переменной соединен с первьгм входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом первого регистра пам ти, выходы Меньше, Равно и Больше блока сравнени  соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы, второй выход блока управлени  соединен с третьими входами второго и третьего элементов ИЛИ и подключён к входу установки блока вычислени  значений функции принадлежности, вход разрешени  формировани  начального значени  которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход блока вычислени  значений функции принадлежности соединен с первым входом блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом второго регистра пам ти, выход блока вычитани  соединен с первыми входами умножителей второй группы , вторые входы которых соединены с выходами регистров п м ти группы, выходы умножителей второй группы соединены с вторыми входами умножителей первой группы, третий выход блока управлени  соединен с выходом блокировпервого блока 39 пам ти, а втора   вл етс  группой входов задани  величины 05, и с выхода блока элементов ИЖ 47.

Claims (2)

1. Устройство дл  определени  значений функции принадлежности., содержащее группу датчиков равномерно рас- пр еделенных случайных чисел, выходы которых соединены с первыми входами умножителей первой группы, выходы которых соединены с первыми входами

сумматоров группы, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами блока вычислени  значений функции нечеткой переменной, первый и второй эл.ементы задержки, генератор тактовых импульсов, блок вычислени  значений функции принадлежности и счетчик, выход переполнени  которого соединен с первым входом второго элемента задержки, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены два регистра пам ти, группа

0

5

0

0

5

0

5

держки, две группы элементов И, блок вычитани , блок сравнени , блок управлени , три элемента ИЛИ, причем первые входы первого, второго и третьего элементов ИЛИ объединены и  вл ютс  входом Опрос устройства, который соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом останова генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И первой группы,,выходы которых соединены с соответствующими входами блока управлени , первый выход которого соединен с вторыми входами первого, второго и третьего элемента ИЛИ, выход блока вычислени  функции нечеткой переменной соединен с первьгм входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом первого регистра пам ти, выходы Меньше, Равно и Больше блока сравнени  соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы, второй выход блока управлени  соединен с третьими входами второго и третьего элементов ИЛИ и подключён к входу установки блока вычислени  значений функции принадлежности, вход разрешени  формировани  начального значени  которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход блока вычислени  значений функции принадлежности соединен с первым входом блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом второго регистра пам ти, выход блока вычитани  соединен с первыми входами умножителей второй группы , вторые входы которых соединены с выходами регистров п м ти группы, выходы умножителей второй группы соединены с вторыми входами умножителей первой группы, третий выход блока управлени  соединен с выходом блокировки блока вычислени  значений функции принадлежности и подключен к четвертому входу третьего элемента ИЛИ, выход , которого через третий элемент задержки соединен с входами Опрос датчиков равномерно распределенных случайных чисел группы, выход второго элемента задержки соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов и первыми входами элементов И второй группы, вторые входы элементов И второй группы подключены к выходу блока вычислени  значений функции принадлежности, выходы элементов И второй группы  вл ютс  выходом устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика о

2. Устройство по. п. 1, о т л и

чающеес  тем, что блок управлени  содержит три элемента задержки п ть элементов ИЛИ, два RS-триггера, формирователь импульсов, два элемента ЗАПРЕТ, счетчик, причем первый вход первого элемента ИЛИ  вл етс  входом предварительной установки блока , выход первого элемента ИЛИ соединен с входом-обнулени  счетчика и R-входами первого и второго RS-триг- геров, пр мые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого через формирователь

10

58579510

имйульсов соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вьгхо д переполнени  которого соединен с первым входом второго элемента ЗАПРЕТ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом . четвертого элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента 11ПИ  вл етс  первым входом блока , S-вход первого RS-триггера соединен с первым входом п того элемента ИЛИ и  вл етс  вторым входом блока, S-вход второго RS-триггера соединен с вторым входом п того элемента ИЛИ и  вл етс  третьим входом блока, выход третьего элемента ИЛИ  вл етс  первым выходом блока, выход переполнени  счетчика соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и  вл етс  вторым выходом блока, выход второго элемента ЗМРЕТ  вл етс  третьим выходом блока, выход п того элемента 1ШИ через третий элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ.

20

25

30

Фиг. 2

Фиг.з