Устройство для моделирования нейрона

Устройство для моделирования нейрона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЙРОНА

Изобретение относится к аналоговому моделированию нервной системы н предназначено для применения в самообучающихся системах в качестве элемента, обеспечивающего пластическую регуляцию заданной функции .

Известно устройство для моделиро» вания нейтрона, содержащее преобразователи частоты в напряжение, сумматор, схему сравнения, преобразователь напряжения в частоту и формирователь выходных импульсов (lJ.

Недостатком известного устройства является отсутствие воэможности генерации заданных ритмов регуляции.

Наиболее близко к предлагаемому

15 устройство для моделирования ней— рона, содержащее первую и вторую группы преобразователей частоты в напряжение сумматор, блок сравнения, Ф

20 управляницие преобразователи частоты в напряжение, преобразователь напряжения в частоту, формирователь импульсов и ключи. В известном устройстве путем поочередного включения цепей положительной и отрицательной обратных связей генерируются заданные ритмы, которые могут перестраиваться в результате подачи сигналов на его управляющие входы (2).

Однако применение известного устройства для пластической регуляции заданной функции не оправдано, так как величина ритмов на выходе устройства не ограничена в гемеостатических пределах и фоновая ритмика фиксирована в пределах характеристик блоков временялх задержек.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два управляющих преобраэоватепя частоты в напряжение, две группы преобразователей частоты в напряжение, причем выход каждого преобразователя частоты в Йапряжение первой и второй групп подключен к соответствующему

8860 зр

45 входу сумматора, выход котороro через преобразователь напряжения в частоту соединен со входом блока форми" рования выходных импульсов, выход которого подключен к информационным входам первого и второго ключей, выход первого ключа соединен со входом первого преобразователя частоты в напряжение первой группы, выход второго ключа подключен ко входу перво- ð го преобразователя частоты в напряжение второй группы, управляющий вход первого ключа соединен с выходом первого блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход первого блока сравне,ния подключен к выходу первого управляющего преобразователя частоты в . напряжение, введен второй блок сравнения, первый вход которого соединен с.выходом сумматора, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу второго управлякицего преобразователя частоты в напряжение, выход второго блока сравнения соединен с управляющим входом второго ключа.

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит первую группу преобразователей 1 частоты в напряжение возбуждающих входов, вторую группу преобразователей 2 частоты в напряжение тормозящих входов, сумматор 3, первый блок 4 сравнения,преобразователь 5 напряжения в частоту, блок 6 формирования выходных импульсов, первый 7 и второй 8 кпючи, первый управляющий преобразователь 9 ,частоты в напряжение, второй блок 10 сравнения, второй управляющий преобразователь l! частоты в напряжение. 4Р

Устройство работает следующим образом.

Сигналы на входе преобразователя

9 частоты в напряжение определяют нижний уровень активности модели нейрона или нижний уровень задан ной функции нейронной сети, сигналы на входе преобразователя ll частоты в напряжение определяют верхний уровень. заданной функции. 50

На информационные входы преобразователей 1 первой группы частоты в напряжение и преобразователи 2 второй группы частоты в напряжение поступают сигналы. Сигналы с выходов ы преобразователей частоты в напряжение, пропорциональные входным частотам, поступают на входы сумматора

16 4

3 и затем преобразуются в частоту в преобразователе 5 напряжения в час" тоту, пропорциональную алгебраической сумме входных частот на входах преобразователей 1 и 2, Нормальное положение ключей 7 и 8 - закрытое.

Напряжение с выхода сумматора 3. поступает на второй вход блока 4 сравнения и на первый вход блока 10 срав. нения . Если напряжение на выходе сумматора 3 меньше заданного напряжения на первом входе блока 4 сравнения, то на выходе блока 4 сравнения появляется напряжение, которое поступает иа управляющий вход ключа 7 и открывает его; Вследствие замыкания цепи положительной обратной связи с выхода блока 6 формирования выходных импульсов на вход преобразователя I возбуждаюшего входа нейронного элемента напряжение на входе сумматора начинает расти и, следовательно, растет частота импульсов на выходе блока 6 формирования выходных импульсов . Как только напряжение на выходе сумматора достигает заданного уровня, ключ 7 переходит в исходное состоя-. ние.

Если же напряжение на выходе сумматора 3 больше, чем на втором входе блока 10 сравнения, то на его выходе появляется напряжение, которое открывает ключ 8, вследствие чего замыкается отрицательная обратная связь с выхода блока 6 формирования выходных импульсов на вход преобразователя 2. При замыкании цепи отрицательной обратной связи напряжение на выходе сумматора 3 уменьшается и, соответственно, снижается частота следования импульсов на выходе ней":— ронного элемента. При снижении напряжения на выходе сумматора 3 до заданного уровня ключ 8 переходит в нормальное состояние и цепь отрицательной обратной связи разрывается.

Таким образом, в работе модели нейрона устанавливаются верхний и нижний пределы изменения функции, регуляция которой в этих пределах определяется сигналами на входах преобразователей 1 и 2. Преимущества такого типа регуляции заключаются в ее пластичности и легкости перестройки. Пределы верхнего и нижнего допустимых значений регулируемых функций определяются разностью по" роговых напряжений блоков 4 и 10 сравнения.

88601

Формула изобретения

Составитель Л.Терехов

Редактор И.Михеева Техред М. Надь Корректор С.Щомак

Заказ 10560/78 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Предлагаемое устройс-.во может быть использовано в моделях самоорганизующнхся систем и систем с процессами самообучения в качестве элемента, осуществляющего пластическую Э регуляцию заданных функций.

Устройство для моделирования ней":рона, содержащее два управляклцих преобразователя частоты в напряжение,. две группы преобразователей частоты в напряжение, причем выход каждого 1S преобразователя частоты в напряжение первой и второй групп подключен к соответствующему входу сумматора, выход которого через преобразователь напряжения в частоту соединен со вхо- рр дом блока формирования выходных импульсов, выход которого подключен к информационным входам первого и второго ключей, выход первого ключа сое=

: дииеи со входом первого преобразователя частоты в напряжение первой группы, выход второго ключа подклюь С чен ко входу первого преобразователя ,частоты в напряжение второй группы, управляющий вход первого ключа соединен с выходом первого блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход первого блока сравнения подключен к выходу первого управляницего преобразователя частоты в напряжение, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен второй блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу второго управляющего преобразователя частоты в напряжение, выход второго блока сравнения соединен с управляющим входом второго ключа.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 647698, кл. G 06 G 7/60, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2722543/18-24, кл. G 06 G 7/60, 1979 (прототип)..