HU215369B

HU215369B - Polcrendszer, különösen bolti eladórendszerhez

Info

Publication number: HU215369B
Application number: HU9202986A
Authority: HU
Inventors: Clive Jeremy Blass
Original assignee: Cil Shopfitters Ltd.
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1998-12-28
Also published as: NO176824C; NO176824B; DE69108230T2; BR9106257A; GB9202082D0; IE910848A1; HUT64683A; IE62158B1; DE69108230D1; ES2071990T3; HU9202986D0; RU2082307C1; CA2078674A1; PT97050A; DK0521038T3; ZA911926B; WO1991014388A1; CY1872A; NO923635D0; AU651577B2

Description

A találmány tárgya szabályozási eljárás és szabályozókor, amely a füzzy logika szerint szabályoz.

A „dér elektroniker' 1990. évi 3. számának 39-43. oldalain Günter Trautzl szerzőtől megjelent egy „Unscharfe Logik: Fuzzy Logic” című cikk.

A fuzzy logikának megfelelő „Fuzzy Logic kifejezés mellett használják még a „Rule-Base-Logic”, „ambivalens logika” és „többértékű logika” megnevezéseket is.

A fuzzy logikát már 1965-ben kifejlesztették abból a célból, hogy nem pontos és hiányos adatkészleteket is fel tudjanak dolgozni. E célból egy hozzárendelési függvény segítségével, amelyet gyakran „membershipfünkció”-nak neveznek, egy értéktáblázatból például egy szabályozókor szabályozójelét nyerik ki.

Az említett szakirodalmi helyen ezt a szabályozási eljárást egy kocsi példáján ismertették, amelyre egy tömeggel ellátott rúd volt a kocsi mozgásirányában billenthetően rögzítve. A kocsit a szabályozókörrel vízszintes irányban úgy mozgatták, hogy a rúd a tömeggel ne essen le, hanem kiegyensúlyozott állapotban legyen. Más szóval ez azt jelenti, hogy a kocsi egy egyensúlyozó artista mozgását utánozza, aki megkísérli a rudat a tenyerén egyensúlyozni.

A rúd helyzetét szögsebességével és kitérési szögével írják le, amelyek a szabályozó bemeneti változóit képviselik. A kimeneti változó a kocsi sebessége.

Az említett szakirodalomban a 41. oldalon ez a szabályozókor a következőképpen van leírva:

„A megoldás a fuzzy logikával a következő: A rendszernek két bemeneti változója a Θ szög és az ω szögsebesség, kimeneti változója a v sebesség. Először valamennyi bemeneti és kimeneti változót értékük szerint csoportosítjuk, és megadjuk hozzájuk a hozzárendelési függvényt. Például a szöget felosztjuk nagy pozitív, közepes pozitív, kis pozitív, nulla, kis negatív, közepes negatív, nagy negatív értékekre. Nagynak tekintjük a 20-90° tartományt (elméleti határok), közepesnek az 5° és 25° közötti szögeket és kicsinek a 0° és 10° közötti valamennyi szöget, nullának a -0,5° és +0,5° közötti szögeket. A „membership-fünkció” a nagy álláshoz például olyan, hogy 45° fölötti minden értéknél a hozzárendelési tényező 1, a hozzárendelési tényező azonban csökken úgy, hogy 20°-nál 0,005 körül legyen. Hasonló módon van az ω szögsebesség és a v sebesség értéktartománya definiálva. Ily módon hozzárendeljük a rendszerváltozókat a „membership-funkció”-hoz.

A megoldás második része abból áll, hogy most egy szabályrendszert állítunk fel a következő alakban:

1. szabály: Ha 0=nulla és ω=nulla, akkor v=nulla.

2. szabály: Ha 0=nulla és o=kis pozitív, akkor v=kis pozitív.

3. szabály: Ha 0=kis pozitív és ω=nulla, akkor v=kis pozitív.

4. szabály: Ha 0=nulla és tt>=kis negatív, akkor v=kis negatív, és így tovább. Egy ilyen durva, hozzávetőleges szabálysorral (többnyire tapasztalati értékek) az egész rendszer leírható.

A találmány elé célul tűztük ki egy olyan szabályozási eljárásnak és szabályozókömek a kidolgozását, amely a füzzy logika szerint szabályoz, és úgy van kialakítva, hogy az egy szabályozókörrel szemben támasztott legfontosabb követelmények - pontosság, stabilitás és gyorsaság - a lehető legkisebb költséggel teljesíthetők legyenek.

A kitűzött célt a bevezetőben ismertetett eljárással úgy értük el, hogy több szabályozási szakaszt egyetlen füzzy szabályozóval szolgálunk ki, amelyet időmultiplex rendszerben kapcsolunk a szabályozási szakaszokra.

A kitűzött célt a bevezetőben ismertetett szabályozókörrel szintén eléquk azáltal, hogy több szabályozási szakaszra egyetlen füzzy szabályozó van időmultiplex rendszerben kapcsolva.

A találmányokat rajz alapján ismertetjük részletesen, ahol a rajzon az

1. ábra a találmány szerinti megoldás egy első kiviteli példáját mutatja, a

2. ábra a találmány szerinti megoldás egy második kiviteli példáját szemlélteti, a

3. ábrán a találmány szerinti megoldás egy harmadik kiviteli példája látható és a

4. ábra a találmány egy negyedik kiviteli példáját tünteti fel egy nyomvonal és fókusz szabályozókor esetében.

Először az 1. ábrán bemutatott kiviteli példát ismertetjük, majd a működését tárgyaljuk.

Egy MUX1 multiplexer kimenete egy FR füzzy szabályozó El bemenetével van összekötve, az FR füzzy szabályozó kimenete egy DEMUX demultiplexer bemenetével van összekötve. A DEMUX demultiplexer mindegyik kimenete egy-egy RS1,..., RSn szabályozási szakasz bemenetére csatlakozik. Mindegyik RS1, ..., RSn szabályozási szakasz kimenete a MUX1 multiplexer egy-egy bemenetére csatlakozik.

A szabályozási művelet alatt az egyes RS1,..., RSn szabályozási szakaszok állítójelét az FR füzzy szabályozó kimenetéről a DEMUX demultiplexer segítségével osztjuk szét, az egyes RS1, ..., RSn szabályozási szakaszokra. A MUX1 multiplexer segítségével az egyes RS1, ..., RSn szabályozási szakaszok kimenetén megjelenő szabályozási különbséget a MUX1 multiplexer El bemenetére továbbítjuk.

Az alábbiakban a 2. ábrán látható találmány szerinti második kiviteli példa felépítését, majd működését ismertetjük.

Egy MUX1 multiplexer kimenete egy FR füzzy szabályozó El bemenetére csatlakozik, az FR füzzy szabályozó kimenete egy DEMUX demultiplexer bemenetére van vezetve. A DEMUX demultiplexer mindegyik kimenete egy-egy DA1,..., DAn digitális-analóg átalakító bemenetére csatlakozik. Minden egyes DA1, ..., DAn digitális-analóg átalakító kimenete egy-egy RS1, ..., RSn szabályozási szakasz bemenetére van vezetve. Mindegyik RS1,..., RSn szabályozási szakasz kimenete egy-egy AD11, ..., AD In analóg-digitális átalakító bemenetére van kötve. Az AD11,..., AD In analóg-digitális átalakítók kimenete a MUX1 multiplexer bemenetéire van csatlakoztatva. Egy TG órajel-generátor kimenetei a DEMUX demultiplexer, a MUX1 multiplexer, a DA1, ..., DAn digitális-analóg átalakítók és az AD11,

HU 216 369 Β

ADln analóg-digitális átalakítók órajelbemeneteire vannak vezetve.

A szabályozási művelet alatt az AD11, ..., ADln analóg-digitális átalakítók, a DA1, ..., DAn digitálisanalóg átalakítók, valamint a DEMUX demultiplexer és a MUX1 multiplexer a TG órajel-generátor órajelével vannak szinkronizálva annak érdekében, hogy az egyes RS1, ..., RSn szabályozási szakaszoknak az FR fuzzy szabályozó kimenetén lévő állítójele a megfelelő RS1,..., RSn szabályozási szakaszra kerüljön.

A találmány lényeges előnye az, hogy több szabályozási szakaszt egyetlen fuzzy szabályozó szolgál ki, amely időmultiplex módon az egyes szabályozási szakaszokra kapcsolódik. A hagyományos szabályozástechnikai megoldásnál minden egyes szabályozókörhöz egyegy szabályozóra lenne szükség, amelyeket még minden egyes szabályozókörben optimalizálni is kellene.

A találmány szerint az FR fuzzy szabályozó időmultiplex üzemmódban minden egyes RS1, ..., RSn szabályozási szakasz szabályozási különbségét a MUX1 multiplexeren keresztül kapja meg. Az FR fuzzy szabályozóban az egyes szabályozási különbségekhez tartozó digitális szabályozási értékeket az értéktáblázatból a hozzárendelési függvény szerint állítjuk elő, és azok az FR fuzzy szabályozó kimenetén keresztül a DEMUX demultiplexer bemenetére vannak vezetve, amely a digitális szabályozási értékeket az egyes DA1, ..., DAn digitális-analóg átalakítókra továbbítja. A DA1,..., DAn digitális-analóg átalakítókról már analóg állítójelek kerülnek az egyes RS1,..., RSn szabályozási szakaszokra.

A 3. ábrán egy harmadik kiviteli példa látható, amely a 2. ábrán bemutatott kiviteli példához képest egy második MUX2 multiplexerrel, további AD21,.... AD2n analóg-digitális átalakítókkal és Dl, ..., Dn differenciálótagokkal van kiegészítve.

Minden egyes RS1,..., RSn szabályozási szakasz kimenete egy-egy Dl,..., Dn differenciálótag bemenetével is össze van kötve. A Dl,..., Dn differenciálótagok kimenete egy-egy AD21, ..., AD2n analóg-digitális átalakító bemenetével van kapcsolatban. Az AD21,..., AD2n analóg-digitális átalakítók kimenete a MUX2 multiplexer bemenetéivel van összekötve, amelynek a kimenete az FR fuzzy szabályozó második E2 bemenetére csatlakozik. A TG órajel-generátor az AD21,..., AD2n analóg-digitális átalakítók órajelbemenetével is össze van kötve.

Az FR fuzzy szabályozóban a MUX1 multiplexer kimenetéről levehető szabályozási különbségből a hozzárendelési függvénnyel és a differenciált szabályozási különbségből, amely a MUX2 multiplexer kimenetéről vehető le, az értéktáblázatból az állítójelet létrehozzuk.

Abban az esetben, ha az RS1, ..., RSn szabályozási szakaszok nem túlságosan különbözőek, akkor a DEMUX demultiplexer kimenetei és az RS1, ..., RSn szabályozási szakaszok közötti DA1,..., DAn digitálisanalóg átalakítók egy, az FR fuzzy szabályozó kimenete és a DEMUX demultiplexer bemenete közé iktatott digitális-analóg átalakítóval helyettesíthetők. Ugyanúgy, az AD11, ..., ADln analóg-digitális átalakítók és az AD21, ..., AD2n analóg-digitális átalakítók is helyettesíthetők egy-egy, a MUX1 multiplexer és az FR fuzzy szabályozó, valamint a MUX2 multiplexer és az FR fuzzy szabályozó közé iktatott egyetlen analógdigitális átalakítóval.

A 4. ábrán egy negyedik kiviteli példa látható. Ebben az esetben egy optikai lejátszókészülékben vagy egy magnetooptikai felvevő-lejátszókészülékben alkalmazott fókusz- és nyomvonal-szabályozó körről van szó.

Egy optikai lejátszókészülékben, például egy CDlejátszóban egy fénysugarat egy fókuszszabályozó körrel az adathordozóra, az úgynevezett kompakt lemezre kell fókuszálni, és egy nyomvonal-szabályozó körrel a kompakt lemez spirál alakú adatnyomvonala mentén kell vezetni.

Az alábbiakban a 4. ábrán látható fókusz- és nyomvonal-szabályozó kör felépítését ismertetjük.

Egy FR fuzzy szabályozó kimenete egy DEMUX demultiplexer bemenetére csatlakozik, amelynek első kimenete egy DA1 digitális-analóg átalakító bemenetével van összekötve, és amelynek a második kimenete egy DA2 digitális-analóg átalakító bemenetére csatlakozik. A DA1 digitális-analóg átalakító kimenete egy VI erősítőn keresztül az RS1 szabályozási szakasz bemenetével van összekötve, amelynek a kimenete egy V2 erősítő bemenetére van vezetve. A DA2 digitálisanalóg átalakító kimenete egy V3 erősítő bemenetére csatlakozik, amelynek a kimenete az RS2 szabályozási szakasz bemenetével van összekötve. Az RS2 szabályozási szakasz kimenete egy V4 erősítő bemenetére csatlakozik, amelynek a kimenete egy AD 12 analóg-digitális átalakító bemenetére van vezetve. A V2 erősítő kimenete egy AD11 analóg-digitális átalakító bemenetére csatlakozik. Mindkét AD11, AD 12 analóg-digitális átalakító kimenete a MUX1 multiplexer bemenetelre csatlakozik, amelynek a kimenete az FR fuzzy szabályozó első El bemenetére van vezetve. Az RS1 szabályozási szakasz kimenete ezen túlmenően egy első Dl differenciálótag bemenetére is csatlakozik, amelynek a kimenete egy V5 erősítő bemenetére van vezetve. Az RS2 szabályozási szakasz kimenete egy D2 differenciálótag bemenetére csatlakozik, amelynek a kimenete egy V6 erősítő bemenetével van összekötve. A V5 erősítő kimenete egy AD21 analóg-digitális átalakító bemenetére van vezetve, amelynek a kimenete egy MUX2 multiplexer első bemenetére csatlakozik. A V6 erősítő kimenete egy AD22 analóg-digitális átalakító bemenetével van összekötve, amelynek a kimenete a MUX2 multiplexer második bemenetére csatlakozik. A MUX2 multiplexer kimenete az FR fuzzy szabályozó második E2 bemenetére van kötve. Egy TG órajel-generátor biztosítja az órajelet a DEMUX demultiplexemek, a MUX1 multiplexernek, a MUX2 multiplexernek, a DA11, DA12 digitális-analóg átalakítóknak és az AD11, AD 12, AD21 és AD22 analóg-digitális átalakítóknak.

Az RS1 szabályozási szakasz a fókuszszabályozó kör, és az RS2 szabályozási szakasz a nyomvonal-szabályozó kört alkotja. A VI,..., V6 erősítők szintillesztéseket biztosítanak. Valamennyi, a fókuszszabályozási

HU 216 369 Β szakasz által leadott FE fókusz hibajelhez az FR fuzzy szabályozó a differenciált FE fókusz hibajelek segítségével az értéktáblázatból kikeresi a hozzá tartozó állítójelértéket. Ugyanígy kikeresi az FR fuzzy szabályozó a nyomvonal-szabályozási szakasz minden egyes TE nyom vonalhibajeléhez a differenciált TE nyomvonalhibajel segítségével az értéktáblázatból a hozzá tartozó állítójelértéket. A fókuszszabályozási szakasz és a nyomvonal-szabályozási szakasz így időmultiplex üzemben váltakozva kap állítójelet.

A találmány azonban semmi esetre sem korlátozódik egy CD-lejátszó szervó szabályozókörére, a fókuszés nyomvonal-szabályozó körre, hanem az a teljes szabályozástechnikára kiteljed. A találmány szerinti megoldás előnyösen alkalmazható például járművek blokkolásgátló rendszereiben, a vegyi eljárások során, például füstgáz-méregtelenítő berendezésekben.

Összefoglalva ismét a találmány lényeges előnyeit: szabályozók megtakarítása, egyszerű egyszeri optimalizálás, univerzális alkalmazhatóság a szabályozástechnikában, a szabályozóerősítőt nem kell beállítani, messzemenően független az alkatrészek öregedésétől, és a szabályozási paraméterek nem változnak meg a hőmérsékleti ingadozások következtében.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Szabályozási eljárás szabályozókörhöz, amelyet a fuzzy logika szerint működtetünk, azzal jellemezve, hogy a szabályozókor több szabályozási szakaszát RS1, RS2, ..., RSn csak egyetlen fuzzy szabályozóval (FR) szolgáljuk ki, amelyet időmultiplex üzemben kapcsolunk a szabályozási szakaszokra (RS1, RS2,..., RSn).
2. Szabályozókor, amely a fuzzy logika szerint működik, és több szabályozási szakasza van, azzal jellemezve, hogy a szabályozási szakaszokra (RS1, RS2, ..., RSn) csak egyetlen fuzzy szabályozó (FR) van időmultiplex üzemben kapcsolva.
3. A 2. igénypont szerinti szabályozókor, azzal jellemezve, hogy egy első multiplexer (MUX1) kimenete a fuzzy szabályozó (FR) első bemenetére (El) van kötve, a fuzzy szabályozó (FR) kimenete egy demultiplexer (DEMUX) bemenetére csatlakozik, a demultiplexer (DEMUX) minden egyes kimenete egy-egy szabályozási szakasz (RS1, RS2, ..., RSn) bemenetére csatlakozik, és minden egyes szabályozási szakasz (RS1, RS2, ..., RSn) kimenete az első multiplexer (MUX1) egy-egy bemenetére van kötve.
4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti szabályozókor, azzal jellemezve, hogy egy első multiplexer (MUX1) kimenete a fuzzy szabályozó (FR) szabályozó első bemenetére (El) van kötve, a fuzzy szabályozó (FR) kimenete egy demultiplexer (DEMUX) bemenetére csatlakozik, a demultiplexer (DEMUX) minden egyes kimenete egyegy digitális-analóg átalakító (DA1, DA2,..., Dán) bemenetével van összekötve, minden egyes digitális-analóg átalakítót (DA1, DA2,..., Dán) egy szabályozási szakasz (RS1, RS2, ..., Rsn) követ, minden egyes szabályozási szakaszt (RS1, RS2, ..., Rsn) egy analóg-digitális átalakító (AD11, AD12,..., ADln) követ, és az analóg-digitális átalakítók (AD11, AD 12,..., ADln) kimenete az első multiplexer (MUX1) bemenetéivel van összekötve.
5. A 4. igénypont szerinti szabályozókor, azzal jellemezve, hogy minden egyes szabályozási szakasz (RS1, RS2, ..., RSn) kimenete egy-egy differenciálótag (Dl, D2, ..., Dn) bemenetére is csatlakozik, minden egyes differenciálótag (Dl, D2, ..., Dn) kimenete egyegy analóg-digitális átalakító (AD21, AD22,..., AD2n) bemenetével van összekötve, és az analóg-digitális átalakítók (AD21, AD22,..., AD2n) kimenete egy második demultiplexer (DEMUX2) bemenetelre van kapcsolva, amelynek a kimenete a fuzzy szabályozó (FR) második bemenetére (E2) van vezetve.
6. A 2-5. igénypontok bármelyike szerinti szabályozókor, azzaljellemezve, hogy a fuzzy szabályozóban (FR) az egyes szabályozási szakaszokhoz (RS1, RS2,..., RSn) tartozó digitális szabályozási értékeket tartalmazó értéktáblázat van tárolva.
7. A 2-6. igénypontok bármelyike szerinti szabályozókor, azzal jellemezve, hogy a fuzzy szabályozó (FR) egy optikai lejátszókészülékben vagy egy magnetooptikai felvevő-lejátszó készülékben egy lemez alakú adathordozó adatait letapogató fénysugárnak az adathordozóra történő fokuszálására a fókuszszabályozó körben, és az adathordozó adatnyomvonala mentén történő vezetésére a nyomvonal-szabályozó körben van alkalmazva.