Устройство для сравнения двух нечетких величин

 

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, аналогоцифровые преобразователи, схему сборки, блоки определения минимума, блок памяти функции принадлежности, блоки сравнения , вычитатели, умножитель, блок вычитания из единицы, регистры, счетчик, элементы задержки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s G 06 f 7/58 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857122/24 (22) 06.08.90 (46) 30.01.93. Бюл, ¹ 4 (72) В.Ю.Анисимов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1317454, кл. G 06 F 15/36, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 1442989, кл. G 06 F 7/58, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВУХ

НЕЧЕТКИХ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для определения степени достоверности реалиИзобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники и может быть использовано для определения степени достоверности реализации нечетких отношений между двумя нечеткими величинами ARB, где А={а,,иА(а)}, B={b, рв, (Ь)), A={a,b. èR(à,b)); èA(à),,иВ(Ь) — функции принадлежности нечетких множеств А и В, характеризующие принадлежность значений а, Ь к соответствующим множествам возможных значений, pR(a,b)— функция принадлежности нечеткого отношения R, характеризующая степень принадлежности нахождения значения а в отношении R к Ь.

Устройство позволяет при известных ,иА(а),,иВ(Ь),,иЯ(а.b) оп ределить достоверность реализации отношения между нечеткими множествами А и В, характеризующую степень истинности высказывания "нечеткая величина А находится в отношении R к

ЫЛ 1791815 А1 зации нечетких отношений между двумя нечеткими величинами. Цель иэобретения— расширение области применения за счет определения степени достоверности реализации нечетких отношений между двумя нечеткими величинами. Устройство содержит генераторы пилообразного напряжения, генераторы линейного напряжения, аналогоцифровые преобразователи, схему сборки, блоки определения минимума, блок памяти функции принадлежности, блоки сравнения, вычитатели, умножитель, блок вычитания из единицы, регистры, счетчик, элементы задержки. 1 ил.

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 цифроаналоговый преобразователь 7, аналоговый компаратор 8, элемент 9 сборки, 179 1815 зом. второй l(m0 l 10, второй аналого цифровой преобразователь 11, первый блок 12 определения минимума, генератор 13 линейного напряжения, третий аналого-цифровой ripeобразователь 14, сумматор 15, блок 16 памяти 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: рр(А, B)=max min(p <(a, Ь),,ид(а), рв(Ь). (д ) функция принадлежности реализации отношения

/е(А, В)=-max гп! п((1- рк(а,b), èë(a), рв(Ь)} функция принадлежности нереализации отношения.

Примем, что при одинаковых значениях функций принадлежности pl1(A,В) и дя(А,В) степень достоверности выполнения нераве lcTBB между двумя нечеткими величинами равна 1/2. Тогда в качестве числовой характеристики степени достоверности реализации нечеткого отношения между двумя нечеткими величинами можно принять ай(А,В)= 1 — 1 (/а(А,В)- рД(А 5))

2 2

Степень достоверности изменяется от 0 до 1, причем Qrl(A, В)=-0 в том и только в том случае, когда для всех а и Ь таких, что,ид (а) ) О, пв (Ь) > О,ив (ab) = О,т.е, нидляодногозначе нйя величин, характеризующих нечеткие множества А и В, не выполняется нечеткое отношение R, и dn(A,В)=1 в том и только в том случае, когда для всех а, в таких, что

/сд(а)>0, рв(Ь)>0, рв(а,Ь)=1, т,е. для всех значений величин, характеризующих нечеткие множества А и В, строго выполняется отношение R.

Устройство работает следующим обраФункции принадлежности нечетких величин А и В задаются в виде функции примерного равенства, которые формируются в

55 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 a=amax на которое рассчитан счетчик 28. Одновременно с ГТИ

1 начинают работать ГЛН 13 и ГПН 5, сигнал с которых соответствует изменению величины а и,ид(а) соответственно, Сигнал с выхода ГЛН 13 преобразуется в цифровую форму

АЦП 14. Далее сигнал а 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,йд(а) с выхода ГПН 5 преобразуется в цифровую форму АЦП 6. Далее сигнал ,ид(а) поступает на группу входов ЦАП 7 и преобразуется в аналоговую форму. Этим достигается неизменность значения величины рд(а) во время сравнения ее с величиной p5(b), С выхода ЦАП 7 сигнал,ид(а) 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

b, поступает на вход аналогового компаратора 8, Аналоговый компаратор 8 сравнивает величины,ид(а) и рв(Ь), При этом если,ид(Ь) рв(Ь), то открывается ключ 4 для прохождения сигнала рЯЬ), в противном случае открывается ключ 10, разрешая прохождение сигнала,ид(а). Таким образом, на выходе элемента 9 сборки формируется сигнал, соответствующий величине

c=mlri(/ca(a), йв(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 pR(a,Ь) и

1-,all (аЬ) с 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 РЦП

1.791815

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 c1=mln{ ид(а,b),c) и ca=min(1-pR(a,Ü),c). Сигнал с тактового выхода АЦП

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

12 и 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 и 26 сравнения соответственно. В случае, если величина с>(cz) больше, чем на ходящаяся в регистре 20 (27), то на выходе блока 19 (26) сравнения формируется сигнал, разрешающий запись в регистр 20 (27) текущего значения величины c>(cz), Таким образом, в регистры 20 и 27 записываются значения

max min(фк(а, Ь),,ид(а), ив(Ь)) и (а, Ь)

max min ((1-,и@а,b), èä(à),,èâ(b)), {а, Ь)

Поскольку для каждого значения ГЛН

13 вырабатываются все возможные значения величины В, то после перебора всех значений величины А в. регистры 20 и 27 записаны значения ря(А,В) и,ив(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, в)= —" — — (pR(A, в)- pR(A, B))

2 2 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 сравнения, два вычитателя, умножитель, элемент

ИЛИ, группу элементов задержки, три элемента задержки, элемент сборки, причем вход запуска устройства соединен с входа5 ми запуска первого генератора пилообразного напряжения, первого генератора линейного напряжения и генератора импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго

10 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 эадерж15 ки выход генератора импульсов подключен к входам запуска второго генератора линейного напряжения и второго генератора пилообразного напряжения, выход первого генератора пилообразного напряжения

20 соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход первого генератора линейного напряжения соединен с информационным входом второго аналого-цифрового преобразователя, вы25 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

30 цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом аналогового компаратора и информационным входом первого ключа, выход второго генератора пилообразного напряжения со35 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 ко40 торых соединены с входами элемента сборки, выход которого соединен с информационным входом третьего аналого-цифрового преобразователя, выходы блоков сравнения соединены с входами разрешения

45 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

50 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 соответ55 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 являет1791815!

Составитель В. Анисимов

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Заказ 152 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ся выходом устройства, вход задания величины 1/2 устройства соединен с вторыми входами умножителя и второго вычитателя, о т л и ч а ю щ е е с я 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 преобразоватаель, блок памяти функции принадлежности, блок вычитания иэ 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 — c

/ адресными входами первой группы блока памяти функции принадлежности, адресные входы второй группы которого соединены с выходами сумматора, а выходы соединены с

5 входами блока вычитания из единицы и вхо дами первой группы первого блока определения минимума, выходы блока вычитания иэ единицы соединены с входами первой группы второго блока определения мини10 мума, информационные выходы третьего аналого-цифрового преобразователя соединены с входами вторых групп блоков определения минимума, выходы которых подключены к входам вторых групп соответ15 ствующих блоков сравнения и.через соответствующие группы элементов задержки к информационным входам соответственно первого и второго регистров.