Обчислювальний пристрій для множення нечітких чисел

Реферат: Обчислювальний пристрій для множення нечітких чисел містить задавальний елемент для введення експертних оцінок відповідного нечіткого параметра, багатоканальний блок пам'яті з чотирма виходами для введення і зберігання даних, багатофункціональний обчислювальний блок та блок відображення обробленої інформації, багатофункціональний обчислювальний блок, блок обчислення квадратного кореня, блок ділення, перший, другий та третій масштабні блоки, перший і другий квадратори, перший, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий та сьомий помножувачі. Додатково введено третій і четвертий квадратори. UA 73806 U (54) ОБЧИСЛЮВАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ ДЛЯ МНОЖЕННЯ НЕЧІТКИХ ЧИСЕЛ UA 73806 U UA 73806 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до обчислювальної техніки, а саме до моделювання керованих процесів і об'єктів, що функціонують в умовах невизначеності, й може бути використана для групової обробки нечіткої інформації, зокрема, для автоматичного визначення ступеня приналежності відповідних параметрів або показників до результуючих нелінійних нечітких множин, сформованих в результаті множення нечітких множин з формою функцій належності дзвоноподібного типу. Відомо про пристрої для групової обробки нечіткої інформації, що базуються на використанні задавальних елементів, багатофункціональних обчислювальних блоків, блоків відображення обробленої інформації та багатоканальних блоків пам'яті для зберігання значень нечіткого параметра та відповідних значень ступеня приналежності згідно з заданою формою функції належності досліджуваної нечіткої множини. Прикладом таких пристроїв є пристрій для обробки нечіткої інформації, що реалізує спосіб одержання якісних експертних оцінок при моделюванні економічних, соціальних, біологічних систем [патент України №71851, G06F 17/60, G06N 7/06 2004], що має у своєму складі задавальний елемент для введення експертних оцінок відповідного нечіткого параметра, виконаний у вигляді потенціометричного задатчика або задатчика з покажчиком, що має можливість переміщуватись і позиціонуватись між крайніми поділками на шкалі оцінок, багатоканальний блок пам'яті для введення і зберігання даних (min і max - границь числового відрізку [min max], на якому визначається значення нечіткого параметра х, а також n - цілого значення потенційної лінгвістичної потужності числового відрізку [min max], що характеризують нечітку інформацію у вигляді нечіткого числа, наприклад A , з ~ 25 трикутною формою функції належності, багатофункціональний обчислювальний блок та блок відображення обробленої інформації, вихід задавального елемента та перший, другий і третій виходи багатоканального блока пам'яті з'єднані відповідно з першим, другим, третім і четвертим входами багатофункціонального обчислювального блока, вихід якого підключений до входу блока відображення обробленої інформації. Такий пристрій має наступні проблеми: - мають місце обмежені функціональні можливості, оскільки пристрій забезпечує формування відповідної до задавального сигналу нечіткої множини тільки з трикутною формою функції належності і при цьому не формує в автоматичному режимі ступінь приналежності будь-якого заданого компонента x, що є складовою носія нечіткої множини A ; ~ 30 35 40 45 50 55  A x  ~ - для реалізації компонентів пристрою з відповідними взаємозв'язками має місце застосування ПЕОМ, що ускладнює використання такого пристрою у складі вбудованих електронних систем (embedded systems), які широко використовуються в бортових обчислювальних комплексах різнотипного призначення. Найбільш близьким до запропонованого є обчислювальний пристрій для множення нечітких чисел [патент України № 65213, G06F 17/00, Бюл. №22, 2011], що прийнятий як прототип. Цей обчислювальний пристрій для множення нечітких чисел містить задавальний елемент для введення експертних оцінок відповідного нечіткого параметра, багатоканальний блок пам'яті з шістьма виходами для введення і зберігання даних, що характеризують нечітку інформацію у вигляді нечітких множин з трикутною формою функцій належності, багатофункціональний обчислювальний блок та блок відображення обробленої інформації. Багатофункціональний обчислювальний блок виконаний у вигляді арифметико-логічного пристрою, що містить шістнадцять суматорів, перший, другий, третій і чотири керовані ключі, три порогові елементи, перший і другий елементи І, чотири блоки ділення, чотири масштабні блоки, два квадратора, два блоки обчислення квадратного кореня, одинадцять помножувачів, а також перший і другий елементи ЗАПЕРЕЧЕННЯ. Перший прямий вхід першого суматора підключений до першого входу багатофункціонального обчислювального блока і до інформаційних входів першого та другого керованих ключів, а вихід - до входу першого порогового елемента, вихід якого з'єднаний з першим входом першого елемента І та з керованим входом першого керованого ключа. Вихід першого керованого ключа підключений до першого прямого входу другого суматора, вихід якого з'єднаний з входом другого порогового елемента, вихід якого з'єднаний з першим входом другого елемента І, з входом першого елемента ЗАПЕРЕЧЕННЯ та з керованим входом другого керованого ключа. Вихід другого керованого ключа підключений до першого прямого входу третього суматора, вихід якого з'єднаний з входом третього порогового елемента, вихід якого з'єднаний через другий елемент ЗАПЕРЕЧЕННЯ з другим входом другого елемента І, вихід якого підключений до керованого входу четвертого керованого ключа, підключеного своїм виходом до другого інвертованого входу шостого суматора. Вихід шостого суматора з'єднаний з виходом багатофункціонального обчислювального блока, а перший прямий вхід - з виходом третього керованого ключа, керуючий вхід якого з'єднаний з виходом 1 UA 73806 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 першого елемента І, другий вхід якого підключений до виходу першого елемента ЗАПЕРЕЧЕННЯ. Вихід п'ятого суматора з'єднаний з другим входом другого блока ділення, а вихід четвертого суматора - з другим входом першого блока ділення. Вихід задавального елемента з'єднаний з першим входом багатофункціонального обчислювального блока, вихід якого підключений до входу блока відображення обробленої інформації. Перші входи сьомого та восьмого суматорів підключені відповідно до першого і другого виходів багатоканального блока пам'яті. Перший інвертований вхід сьомого суматора підключений до другого входу багатофункціонального обчислювального блока та перших входів першого і четвертого помножувачів, другий прямий вхід - до третього входу багатофункціонального обчислювального блока, перших входів другого і дев'ятого помножувачів та першого прямого входу восьмого суматора, а вихід - до перших входів п'ятого і шостого помножувачів. Другий інвертований вхід восьмого суматора підключений до третього виходу багатоканального блока пам'яті, четвертого входу багатофункціонального обчислювального блока та першого входу третього помножувача, а вихід восьмого суматора - до перших входів восьмого і десятого помножувачів. Перший інвертований вхід дев'ятого суматора підключений до четвертого виходу багатоканального блока пам'яті, п'ятого входу багатофункціонального обчислювального блока та других входів першого і п'ятого помножувачів, другий прямий вхід - до п'ятого виходу багатоканального блока пам'яті, шостого входу багатофункціонального обчислювального блока, других входів другого і восьмого помножувачів та першого прямого входу десятого суматора, а вихід - до других входів четвертого і шостого помножувачів. Другий інвертований вхід десятого суматора підключений до шостого виходу багатоканального блока пам'яті, сьомого входу багатофункціонального обчислювального блока та другого входу третього помножувача, а вихід десятого суматора - до другого входу дев'ятого помножувача і через третій масштабний блок до другого входу десятого помножувача. Перший прямий вхід четвертого суматора з'єднаний з виходом четвертого помножувача та першим інвертованим входом одинадцятого суматора, другий прямий вхід - з виходом п'ятого помножувача та другим прямим входом одинадцятого суматора, вихід якого через перший квадратор підключений до першого прямого входу п'ятнадцятого суматора, вихід якого з'єднаний через перший блок обчислення квадратного кореня з першим входом третього блока ділення. Вихід шостого помножувача підключений через перший масштабний блок до першого входу першого блока ділення, другого входу третього блока ділення та першого входу сьомого помножувача, другий вхід якого підключений через другий масштабний блок до першого прямого входу першого суматора. Виходи першого, другого і третього помножувачів з'єднані відповідно з другими інвертованими входами першого, другого і третього суматорів. Перший прямий вхід тринадцятого суматора з'єднаний з виходом третього блока ділення, другий інвертований вхід - з виходом першого блока ділення, а вихід - з інформаційним входом третього керованого ключа. Перший прямий вхід п'ятого суматора з'єднаний з виходом дев'ятогопомножувача та першим інвертованим входом дванадцятого суматора, другий прямий вхід - з виходом восьмого помножувача та другим прямим входом дванадцятого суматора, вихід якого через другий квадратор підключений до першого прямого входу шістнадцятого суматора, вихід якого з'єднаний через другий блок обчислення квадратного кореня з першим входом четвертого блока ділення. Вихід десятого помножувача підключений безпосередньо до першого входу другого блока ділення і другого входу четвертого блока ділення та через четвертий масштабний блок до першого входу одинадцятого помножувача, другий вхід якого з'єднаний з першим прямим входом першого суматора, а вихід - з другим прямим входом шістнадцятого суматора. Перший інвертований вхід тринадцятого суматора з'єднаний з виходом четвертого блока ділення, другий інвертований вхід - з виходом другого блока ділення, а вихід - з інформаційним входом четвертого керованого ключа. В такому обчислювальному пристрої для множення нечітких чисел мають місце обмежені функціональні можливості, оскільки пристрій при груповій обробці нечіткої інформації забезпечує здійснення операції множення двох нечітких множин A та B тільки з трикутною ~ ~ формою функцій належності. Крім того, пристрій забезпечує визначення в автоматичному режимі ступеню приналежності  C x    A B x  будь-якого заданого компонента х, що є ~ ~ ~ складовою носія результуючої нечіткої множини C  A B , сформованої також тільки при ~ 55 ~ ~ множенні нечітких чисел з трикутною формою функції належності. Пристрій не дозволяє здійснювати множення нечітких чисел з широко поширеними у використанні функціями належності дзвоноподібного типу, зокрема 2 UA 73806 U 2   x  pA   ,   A x   1/ 1   ~   sA       де  A x  0,1 - ступінь належності компонента х до нечіткої множини A дзвоноподібного ~ ~ класу; p A - координата максимума функції  A x  ,тобто  A p   1 ; ~ ~ s A - коефіцієнт концентрування/розтягування функції  A x  . 5 ~ В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення обчислювального пристрою шляхом зміни його схемотехнічного виконання та введення додаткових електронних блоків, що дозволить в автоматичному режимі формувати значення ступеню приналежності  C x    A  B x  будь-якого заданого компонента х, який є складовою носія результуючої нечіткої ~ 10 ~ ~ множини C , що формується шляхом здійснення операції множення нечітких множин A та B з ~ ~ ~ формою функцій належності дзвоноподібного класу   x  pA  A x   1/ 1   ~   sA       2 ,   де A, B  R . ~ ~ 15 20 25 30 35 40 45 50 Поставлена задача вирішується тим, що обчислювальний пристрій для множення нечітких чисел містить задавальний елемент для введення експертних оцінок відповідного нечіткого параметра, багатоканальний блок пам'яті з чотирма виходами для введення і зберігання даних, що характеризують нечітку інформацію у вигляді нечіткої множини з дзвоноподібною формою функції належності, багатофункціональний обчислювальний блок та блок відображення обробленої інформації, багатофункціональний обчислювальний блок виконаний у вигляді арифметико-логічного пристрою, що містить перший, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий та сьомий суматори, блок обчислення квадратного кореня, блок ділення, перший, другий та третій масштабні блоки, перший і другий квадратори, перший, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий та сьомий помножувачі, вихід задавального елемента з'єднаний з першим входом багатофункціонального обчислювального блока, вихід якого підключений до входу блока відображення обробленої інформації, перший, другий, третій та четвертий виходи багатоканального блока пам'яті з'єднані відповідно з другим, третім, четвертим та п'ятим входами багатофункціонального обчислювального блока, другий вхід багатофункціонального обчислювального блока підключений до перших входів першого і четвертого помножувачів, третій вхід багатофункціонального обчислювального блока підключений до першого входу другого помножувача, четвертий вхід багатофункціонального обчислювального блока підключений до першого входу третього помножувача. Згідно до пропозиції введено додатково введено додатково третій і четвертий квадратори, другий вхід першого помножувача з'єднаний з першим входом третього помножувача, вихід якого підключений до першого прямого входу першого суматора, другий вхід другого помножувача з'єднаний з п'ятим входом багатофункціонального обчислювального блока та другимвходом четвертого помножувача, вихід якого підключений до другого прямого входу першого суматора, вихід якого через третій квадратор підключений до першого прямого входу третього суматора і другого інвертованого входу п'ятого суматора, вихід першого помножувача з'єднаний з другим входом шостого помножувача та другим інвертованим входом другого суматора, вихід якого через другий квадратор підключений до другого прямого входу третього суматора, другий вхід третього помножувача з'єднаний з першим входом другого помножувача, вихід якого підключений до входу четвертого квадратора, третього прямого входу другого суматора та перших входів п'ятого і шостого помножувачів, перший прямий вхід другого суматора з'єднаний з першим входом багатофункціонального обчислювального блока та другим входом п'ятого помножувача, вихід якого підключений до другого інвертованого входу четвертого суматора, перший прямий вхід якого з'єднаний з виходом шостого помножувача, третій інвертований вхід - з виходом четвертого квадратора та першим входом сьомого помножувача, а вихід - через другий масштабний блок з першим прямим входом п'ятого суматора, вихід якого підключений до другого інвертованого входу сьомого суматора та через перший квадратор підключений до першого прямого входу шостого суматора, вихід сьомого суматора з'єднаний з першим входом блока ділення, вихід третього суматора через перший масштабний блок з'єднаний з другим входом блока ділення і другим входом сьомого помножувача, вихід якого через третій 3 UA 73806 U 5 масштабний блок з'єднаний з другим інвертованим входом шостого суматора, вихід якого через блок обчислення квадратного кореня підключений до першого прямого входу сьомого суматора, а вихід блока ділення з'єднаний з виходом багатофункціонального обчислювального блока. На фіг. 1 представлено схему обчислювального пристрою для множення нечітких чисел, на фіг. 2 - нечіткі множини A , B з формою функцій належності дзвоноподібного типу, на прикладі ~ ~ яких ілюструються процеси обробки нечіткої інформації, а на фіг. 3 - результуючу нечітку множину C  A B , яка ілюструє процеси множення нечіткого числа A на нечітке число B з ~ ~ ~ ~ ~ формою функцій належності дзвоноподібного класу, де A, B  R та приклад визначення ~ ~ значення функції належності  C x1  для заданого параметру х1. ~ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Обчислювальний пристрій для множення нечітких чисел містить (фіг. 1) задавальний елемент 1 для введення експертних оцінок відповідного нечіткого параметра, багатоканальний блок пам'яті 2 з чотирма виходами для введення і зберігання даних, що характеризують нечітку інформацію у вигляді нечітких множин з дзвоноподібною формою функцій належності (фіг. 2), багатофункціональний обчислювальний блок 3 та блок відображення 4 обробленої інформації. Багатофункціональний обчислювальний блок 3 виконаний у вигляді арифметико-логічного пристрою. Блок 3 містить перший 5, другий 6, третій 7, четвертий 8, п'ятий 9, шостий 10 і сьомий 11 суматори, блок обчислення квадратного кореня 12, блок ділення 13, перший 14, другий 15 та третій 16 масштабні блоки, перший 17, другий 18, третій 19, четвертий 20, п'ятий 21, шостий 22 та сьомий 23 помножувачі, а також перший 24, другий 25, третій 26 і четвертий 27 квадратори. Вихід задавального елемента 1 з'єднаний з першим входом багатофункціонального обчислювального блока 3, вихід якого підключений до входу блока відображення обробленої інформації 4. Перший, другий, третій та четвертий виходи багатоканального блока пам'яті 2 з'єднані відповідно з другим, третім, четвертим та п'ятим входами багатофункціонального обчислювального блока 3. Другий вхід багатофункціонального обчислювального блока 3 підключений до перших входів першого 17 і четвертого 20 помножувачів, третій вхід багатофункціонального обчислювального блока 3 підключений до першого входу другого помножувача 18, четвертий вхід багатофункціонального обчислювального блока підключений до першого входу третього помножувача 19. Другий вхід першого помножувача 17 з'єднаний з першим входом третього помножувача 19, вихід якого підключений до першого прямого входу першого суматора 5. Другий вхід другого помножувача 18 з'єднаний з п'ятим входом багатофункціонального обчислювального блока 3 та другим входом четвертого помножувача 20, вихід якого підключений до другого прямого входу першого суматора 5, вихід якого через третій квадратор 26 підключений до першого прямого входу третього суматора 7 і другого інвертованого входу п'ятого суматора 9. Вихід першого помножувача 17 з'єднаний з другим входом шостого помножувача 22 та другим інвертованим входом другого суматора 6, вихід якого через другий квадратор 25 підключений до другого прямого входу третього суматора 7. Другий вхід третього помножувача 19 з'єднаний з першим входом другого помножувача 18, вихід якого підключений до входу четвертого квадратора 27, третього прямого входу другого суматора 6 та перших входів п'ятого 21 і шостого 22 помножувачів. Перший прямий вхід другого суматора 6 з'єднаний з першим входом багатофункціонального обчислювального блока 3 та другим входом п'ятого помножувача 21, вихід якого підключений до другого інвертованого входу четвертого суматора 8, перший прямий вхід якого з'єднаний з виходом шостого помножувача 22, третій інвертований вхід - з виходом четвертого квадратора 27 та першим входом сьомого помножувача 23, а вихід - через другий масштабний блок 15 з першим прямим входом п'ятого суматора 9, вихід якого підключений до другого інвертованого входу сьомого суматора 7 та через перший квадратор 24 до першого прямого входу шостого суматора 10. Вихід сьомого суматора 11 з'єднаний з першим входом блока ділення 13. Вихід третього суматора 7 через перший масштабний блок 14 з'єднаний з другим входом блока ділення 13 і другим входом сьомого помножувача 23, вихід якого через третій масштабний блок 16 з'єднаний з другим інвертованим входом шостого суматора 10, вихід якого через блок обчислення квадратного кореня 12 підключений до першого прямого входу сьомого суматора 11. Вихід блока ділення 13 з'єднаний з виходом багатофункціонального обчислювального блока 3. Як задавальний елемента 1 може бути використаний потенціометричний задатчик або задатчик з покажчиком, що має можливість переміщуватись і позиціонуватись між крайніми поділками на шкалі оцінок (наприклад задатчик відповідно Патенту України № 71851, 2004). Як багатоканальний блок пам'яті 2 може бути використаний блок пам'яті коефіцієнтів, побудований на регістрах пам'яті (відповідно Патенту Російської Федерації № 2050587, 1995), або блок пам'яті з лінійкою регульованих джерел опорної напруги. Блок відображення 4 обробленої 4 UA 73806 U 5 інформації та компоненти багатофункціонального обчислювального блока 3 (суматори, помножувачі, квадратори, блок обчислення квадратного кореня, масштабні блоки та блок ділення) є типовими компонентами комп'ютерних систем. Запропонований пристрій працює наступним чином. У початковому стані на першому і другому виходах багатоканального блока пам'яті 2 встановлені відповідно сигнали ( p A , s A ), що являють собою двійку чисел, за допомогою яких може бути параметризована задана нечітка множина A з вищенаведеною формою функції ~ належності  A x  дзвоноподібного типу (фіг. 2). Нечітка множина A при цьому представляється ~ ~ сукупністю відповідних пар чисел  x,  A x  , де x - значення нечіткого параметра x R  , який    10 ~   належить множині додатних чисел R ;  A x  - відповідне значення функції належності для ~ параметра x,  A x  0,1 . Сигнал p A встановлюється на перших входах першого 17 і четвертого ~ 15 20 помножувачів, а сигнал s A - на першому вході другого помножувача 18 і на другому вході третього помножувача 19. На третьому і четвертому виходах багатоканального блока пам'яті 2 встановлені відповідно сигнали ( p B , sB ), що являють собою двійку чисел, за допомогою яких може бути параметризована задана нечітка множина B з вищенаведеною формою функції належності ~ B x  дзвоноподібного типу (фіг. 2). Нечітка множина B при цьому представляється сукупністю ~ ~ відповідних пар чисел  x, B x  , де x - значення нечіткого параметра x R  , який належить   ~   множині дійсних додатних чисел R  ; B x  - відповідне значення функції належності для ~ 20 параметра x, B x  0,1 . Сигнал рB встановлюється на першому вході третього помножувача 19 і ~ 25 30 на другому вході першого помножувача 17, а сигнал s A - на других входах другого 18 і четвертого 20 помножувачів. На другому вході і, відповідно, на виході п'ятого помножувача 21, як і на першому вході другого суматора 6 і другому вході четвертого суматора 8 сигнали дорівнюють нулю. При цьому на виході першого помножувача 17, як і на других входах другого суматора 6 і шостого помножувача 22 встановлений сигнал Uout 17  p ApB  k1 . На виході другого помножувача 18 і, відповідно, на перших входах п'ятого 21 і шостого 22 помножувачів, вході четвертого квадратора 27 та третьому вході другого суматора 6 встановлений сигнал Uout 18  s A sB  k 3 . На виході третього помножувача 19 і, відповідно, на першому вході першого суматора 5 встановлений сигнал Uout 19  sApB , а на виході четвертого помножувача 20 і, відповідно, на другому вході першого суматора 5 - сигнал Uout 20  p A sB . На виході шостого помножувача 22 і, відповідно, на першому вході четвертого суматора 8 встановлений сигнал Uout 22  p ApBs A sB  k1k 3 . На виході першого суматора 5 встановлений сигнал Uout 5  p A sB  s ApB  k 2 , на виході другого суматора 6 - сигнал Uout 6  s A sB  p ApB  k 3  k1 , 35 40 на виході другого квадратора 25 - сигнал Uout 25  s A sB  p A pB 2  k 3  k1 2 , на виході третього квадратора 26 - сигнал Uout 26  p A sB  s A pB 2  k 2 , а на виході четвертого квадратора 27, як і на 2 першому вході сьомого помножувача 11 та на третьому інвертованому вході четвертого 2 суматора 8 - сигнал Uout 27  s A sB 2  k 3 . При цьому на виході третього суматора 7 встановлений сигнал Uout 7  Uout 25  Uout 26  s A sB  p A pB 2  p A sB  s A pB 2  k 3  k1 2  k 2 , 2 а на виході першого масштабного блока 14 з масштабним коефіцієнтом 2 і, відповідно, на других входах сьомого помножувача 23 і блока ділення 13 - сигнал Uout 14  2Uout 7  2 s A sB  p A pB 2  p A sB  s A pB 2  2 k 3  k1 2  k 2 . 2 На виході четвертого суматора 8 встановлений сигнал 2 Uout 8  Uout 22  Uout 27  p A pB s A sB  s A sB 2  k1k 3  k 3 , а на виході другого масштабного блока 15 з масштабним коефіцієнтом 2 і, відповідно, на першому вході п'ятого суматора 9 - сигнал  45   5  UA 73806 U     2 Uout 15  2Uout 8  2 p A pB s A sB  s A sB 2  2 k1k 3  k 3 . На виході п'ятого суматора 9, як і на вході першого квадратора 24 та на другому інвертованому вході сьомого суматора 11 встановлений сигнал 2 Uout 9  Uout 15  Uout 26  2 p A pB s A sB  s A sB 2  p A sB  s A pB 2  2 k1k 3  k 3  k 2 , 2 а на виході першого квадратора 24 і, відповідно, на першому прямому вході шостого суматора 10 - сигнал  5        2k k  k   k  . На виході сьомого помножувача 23 встановлений сигнал U  2s s  p p   p s  s p  s s   2k  k   k  , k Uout 24  2 p ApBsA sB  sA sB 2  p A sB  s ApB 2 2 2 2 out 23 10 A B 2 A B A B A B 3 22 2 2 A B 2 2 1 2 3 а на виході третього масштабного блока 16 з масштабним коефіцієнтом 2 і, відповідно, на другому вході шостого суматора 10 - сигнал 2 Uout 16  4 s A sB  p A pB 2  p A sB  s A pB 2 s A sB 2  4 k 3  k1 2  k 2 k 3 . 2 На виході шостого суматора 10, як і на вході блока обчислення квадратного кореня 12 встановлений сигнал  15 2 3 1 3      Uout 10  Uout 24  Uout 16  2 p ApBsA sB  sA sB 2  p A sB  sApB 2    4 s A sB  p A pB 2  p A sB  s A pB 2 s A sB 2     4k  2  2 k1k 3  k 3  k 2 2 2 3  2  2  k12  k 2 k 3 . 2 На виході блока обчислення квадратного кореня 12, як і на першому вході сьомого суматора 11 встановлений сигнал 20 2k k Uout 12  Uout 10  1 3    4k 2  k3  k2 2 2 3  2  k1 2  k 2 k 3 , 2 а на виході сьомого суматора 11, як і на вході блока ділення 13 - сигнал Uout 11  Uout 12  Uout 9  2k k 1 3    4k 2  k3  k2 2 2 3    2 2  k1 2  k 2 k 3  2 k1k 3  k 3  k 2 . 2 2 При цьому на виході блока ділення 13 встановлений сигнал 2k k 1 3 Uout 13  25    4k 2  k3  k2 2 2  3     , 2 2  k1 2  k 2 k 3  2 k1k 3  k 3  k 2 2 2 2 k 3  k1  2  k2 2 який відповідає початковому значенню функції належності  C x    A B x  при x=0, тобто ~ ~ ~ ~ значенню  C 0    A B 0  . ~ ~ При подачі сигналу Uout 1  x з виходу задавального елемента 1 на перший прямий вхід другого суматора 6 та другий вхід п'ятого помножувача 21 на виході п'ятого помножувача 21 формується сигнал Uout 21  s A sB x  k 3 x , a на виході другого суматора 6 - сигнал 30 35 Uout 6  x  s A sB  p ApB  x  k 3  k1 . При цьому на виході другого квадратора 25 формується сигнал Uout 25  x  s A sB  p A pB 2  x  k 3  k1 2 і, відповідно, на виході третього суматора 7 сигнал Uout 7  x  s A sB  p A pB 2  p A sB  s A pB 2  x  k 3  k1 2  k 2 , 2 а на виході першого масштабного блока 14 з масштабним коефіцієнтом 2 і, відповідно, на других входах сьомого помножувача 23 і блока ділення 13 - сигнал Uout 14  2Uout 7  2 x  s A sB  p A pB 2  p A sB  s A pB 2  2 x  k 3  k1 2  k 2 . 2 На виході сьомого помножувача 23 формується сигнал 2 Uout 23  2 x  s A sB  p A pB 2  p A sB  s A pB 2 s A sB 2  2 x  k 3  k1 2  k 2 k 3 , 2 а на виході третього масштабного блока 16 з масштабним коефіцієнтом 2 і, відповідно, на другому інвертованому вході шостого суматора 10 - сигнал 2 Uout 16  4 x  s A sB  p A pB 2  p A sB  s A pB 2 s A sB 2  4 x  k 3  k1 2  k 2 k 3 . 2  40 45            Вихідний сигнал п'ятого помножувача 21 Uout 21  s A sB x  k 3 x надходить на другий інвертований вхід четвертого суматора 8, на виході якого формується сигнал 2 Uout 8  Uout 22  Uout 27  Uout 21  p A pB s A sB  s A sB 2  s A sB x  k1k 3  k 3  k 3 x , а на виході другого масштабного блока 15 з масштабним коефіцієнтом 2 і, відповідно, на першому прямому вході п'ятогосуматора 9 - сигнал 6 UA 73806 U     При цьому на виході п'ятого суматора 9 формується сигнал U  2p p s s  s s   s s x   p s  s p   2k k  k 2 Uout 15  2 p A pB s A sB  s A sB 2  s A sB x  2 k1k 3  k 3  k 3 x . 2 out 9 5 A B A B A B 2 A B A B A B 1 3 2 3   k3x  k2 , 2 який надходить на вхід першого квадратора 24 та на другий інвертований вхід сьомого суматора 11, а на виході першого квадратора 24 і, відповідно, на першому прямому вході шостого суматора 10 - сигнал   Uout 24  2 p ApBsA sB  sA sB 2  sA sB x  pA sB  sApB 2   2k k 2 1 3  . 2  k3  k3x  k2 2 На виході шостого суматора 10 формується сигнал   Uout 10  Uout 24  Uout 16  2 pApBsA sB  sA sB 2  sA sB x  pA sB  sApB 2 10    4 x  s A sB  p A pB 2  p A sB  s A pB 2 s A sB 2     4x  k  2  2 k1k 3  k 3  k 3 x  k 2 2 2 3 2  2  2  k12  k 2 k 3 , 2 який надходить на вхід блока обчислення квадратного кореня 12, на виході якого формується сигнал 2k k Uout 12  15 1 3    4x  k 2  k3  k3x  k2 2 2 3  2  k1 2  k 2 k 3 , 2 який надходить на перший прямий вхід сьомого суматора 11. Вихідний сигнал сьомого суматора 11 2k k Uout 11  1 3    4x  k 2  k3  k3x  k2 2 2 3     2 2  k1 2  k 2 k 3  2 k1k 3  k 3  k 3 x  k 2 2 2 надходить на перший вхід блока ділення 13, на виході якого формується сигнал 2k k 1 3 Uout 13  20    4x  k 2  k3  k3x  k2 2 2  3     , 2 2  k1 2  k 2 k 3  2 k1k 3  k 3  k 3 x  k 2 2 2 2 x  k 3  k1  2  k2 2 що відповідає значенню результуючої функції належності ~ ~ ~ значенню  C x1    A B x1  при x  x1 , як показано на фіг. 3. ~  C x    A  B x  наприклад, ~ ~ Таким чином, обчислювальний пристрій для множення нечітких чисел забезпечує формування на виході багатофункціонального обчислювального блока 3 і відображення блоком 4 сигналу  C x    A B x  (фіг. 3), що відповідає поточному значенню нечіткого параметра x , ~ ~ 25 ~ 30 35 ~ який формується задавальним елементом 1. При необхідності обробки нечіткої інформації з використанням інших нечітких множин, наприклад, D та Q з формою відповідних функцій належності  D x  та  Q x  дзвоноподібного ~ ~ ~ типу параметри ( pD , sD ) та ( p Q , sQ ) вводяться, в першу чергу, до багатоканального блока пам'яті 2, а в подальшому обчислювальний пристрій працює аналогічним чином. Позитивний ефект проявляється в тому, що в порівнянні з пристроєм згідно патенту України № 65213, до складу запропонованого пристрою введено додаткові електронні блоки, які дозволяють обчислювальному пристрою на основі вихідних сигналів багатоканального блока пам'яті, що характеризують параметри первинних нечітких множин з формами функцій належності дзвоноподібного типу, формувати в результаті здійснення операції множення первинних нечітких множин відповідну результуючу нечітку множину, а також для будь-якого задавального сигналу, що формується задавальним елементом обчислювального пристрою, здійснювати в автоматичному режимі обчислення відповідного ступеню його приналежності до вищезгаданої результуючої нечіткої множини. Нові властивості обчислювального пристрою дозволяють розширити галузь його застосування. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Обчислювальний пристрій для множення нечітких чисел, що містить задавальний елемент для введення експертних оцінок відповідного нечіткого параметра, багатоканальний блок пам'яті з чотирма виходами для введення і зберігання даних, що характеризують нечітку інформацію у вигляді нечіткої множини з дзвоноподібною формою функції належності, багатофункціональний обчислювальний блок та блок відображення обробленої інформації, багатофункціональний обчислювальний блок виконаний у вигляді арифметико-логічного пристрою, що містить перший, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий та сьомий суматори, блок обчислення квадратного 7 UA 73806 U 5 10 15 20 25 30 кореня, блок ділення, перший, другий та третій масштабні блоки, перший і другий квадратори, перший, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий та сьомий помножувачі, вихід задавального елемента з'єднаний з першим входом багатофункціонального обчислювального блока, вихід якого підключений до входу блока відображення обробленої інформації, перший, другий, третій та четвертий виходи багатоканального блока пам'яті з'єднані відповідно з другим, третім, четвертим та п'ятим входами багатофункціонального обчислювального блока, другий вхід багатофункціонального обчислювального блока підключений до перших входів першого і четвертого помножувачів, третій вхід багатофункціонального обчислювального блока підключений до першого входу другого помножувача, четвертий вхід багатофункціонального обчислювального блока підключений до першого входу третього помножувача, який відрізняється тим, що додатково введено третій і четвертий квадратори, другий вхід першого помножувача з'єднаний з першим входом третього помножувача, вихід якого підключений до першого прямого входу першого суматора, другий вхід другого помножувача з'єднаний з п'ятим входом багатофункціонального обчислювального блока та другим входом четвертого помножувача, вихід якого підключений до другого прямого входу першого суматора, вихід якого через третій квадратор підключений до першого прямого входу третього суматора і другого інвертованого входу п'ятого суматора, вихід першого помножувача з'єднаний з другим входом шостого помножувача та другим інвертованим входом другого суматора, вихід якого через другий квадратор підключений до другого прямого входу третього суматора, другий вхід третього помножувача з'єднаний з першим входом другого помножувача, вихід якого підключений до входу четвертого квадратора, третього прямого входу другого суматора та перших входів п'ятого і шостого помножувачів, перший прямий вхід другого суматора з'єднаний з першим входом багатофункціонального обчислювального блока та другим входом п'ятого помножувача, вихід якого підключений до другого інвертованого входу четвертого суматора, перший прямий вхід якого з'єднаний з виходом шостого помножувача, третій інвертований вхід з виходом четвертого квадратора та першим входом сьомого помножувача, а вихід - через другий масштабний блок з першим прямим входом п'ятого суматора, вихід якого підключений до другого інвертованого входу сьомого суматора та через перший квадратор - до першого прямого входу шостого суматора, вихід сьомого суматора з'єднаний з першим входом блока ділення, вихід третього суматора через перший масштабний блок з'єднаний з другим входом блока ділення і другим входом сьомого помножувача, вихід якого через третій масштабний блок з'єднаний з другим інвертованим входом шостого суматора, вихід якого через блок обчислення квадратного кореня підключений до першого прямого входу сьомого суматора, а вихід блока ділення з'єднаний з виходом багатофункціонального обчислювального блока. 8 UA 73806 U 9 UA 73806 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10