Пристрій для узагальнення лінійного інтегро-диференціального перетворення нечітких та стохастичних даних

Пристрій для узагальнення ЛІНІЙНОГО інтегродиференціального перетворення нечітких і стохастичних даних, що містить генератор тактових імпульсів і лічильник, вхід якого з'єднаний із виходом генератора тактових імпульсів, два блока множення і блок пам'яті, який відрізняється тим, що в пристрій введено блок вибору адреси, блок керування, блок інтегрування, схема заміщення змінної, комутатор, блок розрахунку аргументу, причому перший вихід лічильника під'єднаний до другого входу блока розрахунку аргументу, вихід якого під'єднаний до керуючого входу схеми заміщення змінної, виходи схеми заміщення змінної під'єднані до першої групи входів комутатора, ви ходи якого під єднані до першої групи входів першого блока множення, виходи першого блока множення під'єднані до другого блока множення, керуючий вхід якого під'єднаний до п'ятого виходу блока керування, а виходи другого блока множення під'єднані до входів блока інтегрування, виходи якого під'єднані до першої групи входів блока пам'яті, виходи блока пам'яті під'єднані до другої групи входів комутатора, керуючий вхід якого під'єднаний до першого виходу блока керування, другий вихід блока керування під'єднаний до входу блока генератора тактових імпульсів, другий вихід лічильника під'єднаний до входу блока вибору адреси, виходи якого під'єднані до першої групи керуючих входів блока інтегрування, другий керуючий вхід блока інтегрування під'єднаний до четвертого виходу блока керування, третій вихід блока керування під'єднаний до керуючого входу блока пам'яті, перший вхід блока керування під'єднаний до третього виходу лічильника Винахід відноситься до обчислювальної техніки і може бути використаний для узагальнення ЛІНІЙНОГО штегро-диференціального перетворення нечітких і стохастичних даних Відомий пристрій для обчислення згортки функцій (АС №686038 G06g 7/19), що містить розподільник, суматор, блок перетворення частоти, масштабний блок і блоки пам'яті по числу блоків множення Недоліком даного пристрою є те, що він не дозволяє узагальнювати лінійне інтегродиференціальне перетворення нечітких і стохастичних даних, тому що не містить елементів, що забезпечують визначення аргументів функцій, над якими виконується операція згортки, при лінійному штегро-диференціальному перетворенні нечітких і стохастичних даних Відомий пристрій для моделювання випадкових процесів (АС №385285 G06f 15/36), що містить центральний процесор, АЗП, блок керування розподілом неоднозначної ВІДПОВІДІ І датчик випадкових чисел Недоліком даного пристрою є те, що він не дозволяє узагальнювати лінійне інтегродиференціальне перетворення нечітких даних Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого винаходу є пристрій для визначення значень функції належності (АС №1317454 БИ №4 1992г, МКИ G06F 15/36), що містить генератор тактових імпульсів, два лічильники, два блоки для визначення значень функції належності, два блока множення, блок порівняння, елемент І, блок пам'яті, генератор пачок імпульсів, блок пам'яті значень носія нечіткого відношення й елемент затримки причому вихід першого лічильника з'єднаний із першим входом першого блока множення і з входом першого блока визначення значень функції належності, вихід якого з'єднаний із першим входом другого блока множення, вхід генератора тактових імпульсів з'єднаний із виходом переповнення першого лічильника, а вихід - із входом установки в "О" другого лічильника і входом запуску генератора пачок імпульсів, вихід якого з'єднаний із лічильником входу другого лічильника і че CO ^и (О Ю Ю 55643 рез елемент затримки - із першим входом елеменнаний до третього виходу лічильника та І, вихід другого лічильника з'єднаний з адресПозитивний ефект - узагальнення ЛІНІЙНОГО ІНним входом блока пам'яті значень носія нечіткого тегро-диференціального перетворення нечітких і відношення, вихід якого з'єднаний із другим вхостохастичних даних, - досягається завдяки введом першого блока множення і входом другого денню в пристрій блока вибору адреси, блока кеблока визначення функції належності, вихід якого рування, блока інтегрування, схеми заміщення з'єднаний із другим входом другого блока множензмінної, комутатору блоку розрахунку аргументу В ня, вихід якого з'єднаний із першим виходом блока результаті пристрій дозволяє визначити узагальпорівняння й інформаційного входу блока пам'яті, нюючу функцію ЛІНІЙНОГО інтегроадресний вхід і вихід якого з'єднані ВІДПОВІДНО З диференціального перетворення нечіткого і стохавиходом першого блока множення і другого входу стичного даних блока порівняння, вихід якого з'єднаний із другим Для стохастичного X узагальнююча функція входом елемента І, вихід якого з'єднаний з входом збігається за властивостями із ЩІЛЬНІСТЮ (дифедозволу запису-зчитування блока пам'яті Відомий ренціальним законом) розподілу ймовірностей пристрій забезпечує визначення функції належноP(x) = f(x) ( сті результату нечіткого алгебраїчного перетвоДля нечіткого X, значення якого задається фурення нечіткого даного шляхом виконання операнкцією належності цій множення та пошуку максимуму Р(х)=а(х) Недоліком даного пристрою є те, що він не дозволяє узагальнювати лінійне інтегроа х де і ) - нормована функція належності диференціальне перетворення нечітких і стохаса(х) тичних даних, так як не містить елементів, що заа х ==безпечують визначення аргументів та багатократJa(x)d> не інтегрування, необхідні для визначення узагальнюючої функції інтегро-диференціального перетворення нечітких і стохастичних даних з операцією диз юнкцм В основу даного винаходу поставлено задачу створення пристрою для узагальнення ЛІНІЙНОГО і операцію кон'юнкції інтегро-диференціального перетворення нечітких і стохастичних даних, в якому за рахунок введення нових блоків та зв'язків між ними досягається узаде ц р - характеристика взаємозв'язку нечітких гальнення ЛІНІЙНОГО інтегро-диференціального ЗМІННИХ Хі І Х2 перетворення нечітких і стохастичних даних, що Узагальнюючу функцію р(х) можна охарактепризводить до розширення функціональних можризувати початковими і центральними моментами ливостей і пов'язаними із ними характеристиками Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій, що містить генератор тактових імпульсів Перший початковий момент т х = [xp(x)dx і лічильник, вхід якого з'єднаний із виходом генератора тактових імпульсів, два блока множення і блок пам'яті, введено блок вибору адреси, блок Другий початковий момент mX2 = [x 2 p(x)dx керування, блок інтегрування, схема заміщення -00 змінної, комутатор, блок розрахунку аргументу, причому перший вихід лічильника під'єднаний до Другий центральний момент другого входу блока розрахунку аргументу, вихід якого під'єднаний до керуючого входу схеми заміD x = J(x-m x ) 2 p(x)dx щення змінної, виходи схеми заміщення змінної -00 під'єднані до першої групи входів комутатора, виДругий змішаний центральний момент ходи якого під'єднані до першої групи входів перR шого блока множення, виходи першого блока J X,X2 множення під'єднані до другого блока множення, Доведено, що узагальнююча функція ЛІНІЙНОГО керуючий вхід якого під'єднаний до п'ятого виходу інтегро-диференціального перетворення розрахоблока керування, а виходи другого блока множенвується за формулою (Дубовой В М , Глонь О В ня під'єднані до входів блока інтегрування, виходи Обработка результатов косвенных измерений при якого під'єднані до першої групи входів блоку панечетко заданных параметрах, Научные труды м'яті, виходи блоку пам'яті під'єднані до другої КГПУ, Вып 2/2000(9), 262 - 265с) групи входів комутатора, керуючий вхід якого під'єднаний до першого виходу блока керування, другий вихід блока керування під'єднаний до входу ру(у)=ф'п»рх(х)= Jpx(xn-m(1>(t)yn»(xn,y,M)dxn , блока генератора тактових імпульсів, другий вихід лічильника під'єднаний до входу блока вибору адреси, виходи якого під'єднані до першої групи d 1 dxn_1 x керуючих входів блока інтегрування, другий керуючий вхід блока інтегрування під'єднаний до четвертого виходу блока керування, третій вихід блока керування під'єднаний до керуючого входу блока пам'яті, перший вхід блока керування під'єд a= п-1 1=1 go(iAx)=— Дх і fg(x)dx, іДт n = ent Дх = Р т,Г Дх 1, TIGV 7lW n рг" Jw(co)dco о Результат узагальнення ЛІНІЙНОГО інтегродиференціального перетворення стохастичного і нечіткого даних може бути інтерпретований у залежності від мети подальшого використання і як нечіткий, і як стохастичний При цьому обернене перетворення узагальнюючої функції у функцію належності виконується за правилом а(х)=р(х)/р т а х (х), а в закон розподілу ймовірностей за правилом 55643 5, третій вихід блока керування 5 під'єднаний до керуючого входу блока пам'яті 9, перший вхід блока керування 5 під'єднаний до третього виходу лічильника 2 Пристрій працює наступним чином Робота пристрою заснована на використанні узагальнюючої функції Нехай є неточно визначене дане х, яке задається або функцією належності (нечітке дане), або функцією розподілу ймовірностей (стохастичне дане) Над неточно визначеним даним х виконується лінійне інтегро-диференціальне перетворення, яке задається імпульсною перехідною функцією д(х) Пристрій визначає результат ЛІНІЙНОГО штегро-диференціального перетворення у вигляді узагальнюючої функції, яка може бути перетворена на функцію розподілу ймовірностей (стохастичний результат) або на функцію належності (нечіткий результат) Jp(x)dx На кресленні зображена структурна схема пристрою для узагальнення ЛІНІЙНОГО інтегродиференціального перетворення нечітких і стохастичних даних Пристрій містить генератор тактових імпульсів 1, лічильник 2, блок вибору адреси 3, блок розрахунку аргументу 4, блок керування 5, перший блок множення 6, схема заміщення змінної 7, комутатор 8, блок пам'яті 9, другий блок множення 10, інтегрування 11, причому вхід лічильника 2 з'єднай із виходом генератора тактових імпульсів 1, перший вихід лічильника 2 під'єднаний до другого входу блока розрахунку аргументу 4, вихід якого під'єднаний до керуючого входу схеми заміщення змінної 7, виходи схеми заміщення змінної 7 під'єднані до першої групи входів комутатора 8, виходи якого під'єднані до першої групи входів першого блока множення 6, виходи першого блока множення 6 під'єднані до другого блока множення 10, керуючий вхід якого під'єднаний до п'ятого виходу блока керування 5, а виходи другого блока множення 10 під'єднані до входів блока інтегрування 11, виходи якого під'єднані до першої групи входів блоку пам'яті 9, виходи блоку пам'яті 9 під'єднані до другої групи входів комутатора 8, керуючий вхід якого під'єднаний до першого виходу блока керування 5, другий вихід блока керування 5 під'єднаний до входу блока генератора тактових імпульсів 1, другий вихід лічильника 2 під'єднаний до входу блока вибору адреси 3, виходи якого під'єднані до першої групи керуючих входів блока інтегрування 11, другий керуючий вхід блока інтегрування 11 під'єднаний до четвертого виходу блока керування Узагальнюючу функцію на вході ЛІНІЙНОГО інтегро-диференціального перетворення рх(х) задають у вигляді п дискретних значень, пропорційних и значенням в точках дискретизації х. Вказані значення одночасно подають на ВІДПОВІДНІ ВХОДИ схеми заміщення змінної 7 і на m других входів другого блока множення 5 На першу групу входів блока обчислення аргументу 4 одночасно подають значення, пропорційні постійним коефіцієнтам а,, де і=0, , п, що залежать від першого початкового моменту, другого центрального моменту і другого змішаного центрального моменту Значення, пропорційне постійному коефіцієнту ао, надходять також на керуючий вхід другого блока множення 9 Значення, пропорційне n-постійному коефіцієнту, що дорівнює КІЛЬКОСТІ циклів інтегрування, подається на керуючий вхід блока керування 5 На другий вхід блока 3 подається значення, яке формується генератором тактових імпульсів 1 і лічильником 2 і пропорційне поточним значенням х На виході блока обчислення аргументу 4 формується значення, пропорційне значенням ( 11 = і подається на керуючий вхід схеми заміни змінної 6, на m інформаційних входів якої надходять значення, пропорційні рх(х) На виходах схеми заміщення змінної 7 формуються значення, пропорційні значенням п-1 Рх - a n 2 x , b , - ( a 0 - a n mх і подаються на першу групу входів комутатора 8 На другу групу входів комутатора 8 надходять значення, пропорційні значенням рх(хп і) На керуючий вхід комутатора 8 подається значення, яке виробляється блоком керування 5, за допомогою якого під час першого циклу інтегрування перша група входів комутатора 8 поєднується до першої групи входів першого блока множення 6, а під час наступних (п-2) циклів інтегрування - під'єднання другої групи входів комутатора 8 до першої групи входів першого блока множення 6, на другу групу входів якого надходять значення, пропорційні рх(х,) На п виходах першого блока множення формуються значення, пропорційні значениям 55643 8 ченням х 3 виходів блока інтегрування 11 значенn 1 " / x ня подаються на входи блока пам'яті 9, яке керуa a b a a m 0- n2>i |-( 0- n) X ється значенням, що генерую блок керування 5 При проходженні (п-1) циклів інтегрування на випри першому циклі інтегрування, і значення, проході блока інтегрування 11 формуються значення, порційні значенням пропорційні значенням узагальнюючої функції (3(у) х ЗоРк( і - з , ) }р к (х, , - з , ,) І } рх(х, -Зі)рк з 0 - З п ^ х b -(а 0 -з п )гп к dt dt при наступних циклах інтегрування, які подаються на п входів другого блока множення 10, де відбувається множення на постійний коефіцієнт, який дорівнює aodX,/dt При першому циклі інтегрування d - x, постійний коефіцієнт дорівнює а 0 —— , а при наdt d На перший керуючий вхід блока 9 dt подається значення, пропорційне аО, а на другий значення, яке надходитьз п'ятого виходу блока керування 5 На виходах другого блока множення 10 формуються значення, які подаються на п вході блока інтегрування 11 На керуючі входи блока інтегрування 11 подається значення, яке генерується блоком керування 5 та блоком вибору адреси 3, на вхід якого надходить значення з другого виходу лічильника 2, пропорційне поточним знаступних на виході ЛІНІЙНОГО інтегро-диференціального пе ретворення в і момент часу і запам'ятовуються у ВІДПОВІДНИХ комірках блока 10 При проходженні повного циклу моделювання на виході блока інтегрування 11 формуються значення, пропорційні значенням узагальнюючої функції (3(у) на виході ЛІНІЙНОГО інтегро-диференціального перетворення, для дискретних значень 11 квантових значень у Перевагою запропонованого пристрою перед прототипом є можливість узагальнення ЛІНІЙНОГО інтегро-диференціального перетворення нечіткого і стохастичного даних У залежності від подальшого використання результат узагальнення можна представити у вигляді закону розподілу ймовірностей шляхом нормування узагальнюючої функції або у вигляді функції належності шляхом ділення на максимальне значення передача одиіпгшого значення паралельна передача групи значень ФІГ. Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24