JP2697017B2 - 所属度生成装置およびメンバシップ関数設定部材 - Google Patents
所属度生成装置およびメンバシップ関数設定部材Info
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- JP2697017B2 JP2697017B2 JP27769088A JP27769088A JP2697017B2 JP 2697017 B2 JP2697017 B2 JP 2697017B2 JP 27769088 A JP27769088 A JP 27769088A JP 27769088 A JP27769088 A JP 27769088A JP 2697017 B2 JP2697017 B2 JP 2697017B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、自動機械のファジイ制御に適した、位置
や角度を検出する位置検出装置等に使用される所属度生
成装置およびメンバシップ関数設定部材 （ロ）従来の技術 従来、自動機械のファジイ制御において、位置を制御
するために、リニアエンコーダやロータリーエンコーダ
等の位置検出装置が使用されている。例えば、ロータリ
ーエンコーダは被制御装置の可動部と連動して回転する
回転板上に指標部（スリット、コード等）を設け、投光
素子によりこの指標部に光を投射し、この指標部よりの
透過光（又は反射光）を光電変換素子により電気信号に
変換するものが知られている。このロータリーエンコー
ダからの、回転角度に応じて連続変化する電気信号又は
電気パルス信号は、ファジイ制御回路において、位置情
報のメンバシップ関数に照合されファジイ位置情報が求
められる。
や角度を検出する位置検出装置等に使用される所属度生
成装置およびメンバシップ関数設定部材 （ロ）従来の技術 従来、自動機械のファジイ制御において、位置を制御
するために、リニアエンコーダやロータリーエンコーダ
等の位置検出装置が使用されている。例えば、ロータリ
ーエンコーダは被制御装置の可動部と連動して回転する
回転板上に指標部（スリット、コード等）を設け、投光
素子によりこの指標部に光を投射し、この指標部よりの
透過光（又は反射光）を光電変換素子により電気信号に
変換するものが知られている。このロータリーエンコー
ダからの、回転角度に応じて連続変化する電気信号又は
電気パルス信号は、ファジイ制御回路において、位置情
報のメンバシップ関数に照合されファジイ位置情報が求
められる。
上記ファジイ制御回路の１例を第７図に示す。このフ
ァジイ制御回路は、検出パラメータがＸとＹの２つであ
り、それぞれについて５つの制御規則が割り当てられて
いる。エンコーダ50、50は、それぞれ、検出パラメータ
Ｘ、Ｙを検出するものであり、各出力は、５×５＝25の
制御規則回路51に入力する。
ァジイ制御回路は、検出パラメータがＸとＹの２つであ
り、それぞれについて５つの制御規則が割り当てられて
いる。エンコーダ50、50は、それぞれ、検出パラメータ
Ｘ、Ｙを検出するものであり、各出力は、５×５＝25の
制御規則回路51に入力する。
制御規則回路51ij（ｉ＝１〜５、ｊ＝１〜５）は、
Ｘ、Ｙの入力に対してそれぞれ割り当てられた制御規則
に対応する位置メンバシップ関数MXi、MYjを発生するメ
ンバシップ関数発生回路52Xi、52Yj、Ｘ、Ｙのそれぞれ
のメンバシップ関数MXi、MYjへの所属度Ai、Bjを検出す
る所属度検出回路53Xi、53Yj、２つの所属度Ai、Bjの内
最小のものを求めるMIN回路54ij、割り当てられた制御
規則の制御メンバシップ関数MCijを発生する制御メンバ
シップ関数発生回路55ij、この制御メンバシップ関数M
Cijの高さをMIN回路54ijの出力値で制限して頭部を切断
し、制御規則を表現する頭切断されたメンバシップ関数
MHijを出力する頭切断回路56ijより構成される。
Ｘ、Ｙの入力に対してそれぞれ割り当てられた制御規則
に対応する位置メンバシップ関数MXi、MYjを発生するメ
ンバシップ関数発生回路52Xi、52Yj、Ｘ、Ｙのそれぞれ
のメンバシップ関数MXi、MYjへの所属度Ai、Bjを検出す
る所属度検出回路53Xi、53Yj、２つの所属度Ai、Bjの内
最小のものを求めるMIN回路54ij、割り当てられた制御
規則の制御メンバシップ関数MCijを発生する制御メンバ
シップ関数発生回路55ij、この制御メンバシップ関数M
Cijの高さをMIN回路54ijの出力値で制限して頭部を切断
し、制御規則を表現する頭切断されたメンバシップ関数
MHijを出力する頭切断回路56ijより構成される。
各制御規則回路51ijの出力、すなわち頭切断された制
御メンバシップ関数MHijは、MAX回路57に入力されてそ
の論理和、すなわち合成された制御メンバシップ関数MS
が求められる。この論理和MSは、さらに重心座標演算回
路58において重心座標Ｇが求められる。この重心座標演
算回路58の出力を制御信号として、自動機器の駆動部分
が制御される。
御メンバシップ関数MHijは、MAX回路57に入力されてそ
の論理和、すなわち合成された制御メンバシップ関数MS
が求められる。この論理和MSは、さらに重心座標演算回
路58において重心座標Ｇが求められる。この重心座標演
算回路58の出力を制御信号として、自動機器の駆動部分
が制御される。
このファジイ制御回路では、位置Ｘは第８図（ａ）に
示すように５個のあいまい位置を定めるメンバシップ関
数MX1〜MX5で区分されることとなる。第８図（ａ）にお
いて、位置がｘの時、メンバシップ関数MX3への所属度
はA3、メンバシップ関数MX4への所属度はA4と表現され
る。Ｘと同様、Ｙについても、第８図（ｂ）に示すよう
な５つのメンバシップ関数MY1〜MY5で区分されることと
なる。例えば、位置Ｙの時、メンバシップ関数MY3への
所属度はB3、メンバシップ関数MY4への所属度はB4と表
現される。Ｘ、Ｙそれぞれについて５個のメンバシップ
関数MX1〜MX5、MY1〜MY5が割り当てられるから、最大25
個の制御規則回路51ijが必要となるわけである。
示すように５個のあいまい位置を定めるメンバシップ関
数MX1〜MX5で区分されることとなる。第８図（ａ）にお
いて、位置がｘの時、メンバシップ関数MX3への所属度
はA3、メンバシップ関数MX4への所属度はA4と表現され
る。Ｘと同様、Ｙについても、第８図（ｂ）に示すよう
な５つのメンバシップ関数MY1〜MY5で区分されることと
なる。例えば、位置Ｙの時、メンバシップ関数MY3への
所属度はB3、メンバシップ関数MY4への所属度はB4と表
現される。Ｘ、Ｙそれぞれについて５個のメンバシップ
関数MX1〜MX5、MY1〜MY5が割り当てられるから、最大25
個の制御規則回路51ijが必要となるわけである。
（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の位置検出装置では、これに適用されるファ
ジイ制御回路中で、メンバシップ関数MXi、MYjを電気的
に発生し、さらにこれらメンバシップ関数MXi、MYjへの
所属度Ai、Bjを検出していた。このため、ファジイ制御
回路内に、メンバシップ関数MXi、MYjを記憶し発生する
回路52Xi、52Yj及び所属度を求める回路53Xi、53Yjを専
用に必要とし、回路が複雑大型化し、価格が上昇すると
共に、電気的なノイズに対して弱いという問題点があっ
た。
ジイ制御回路中で、メンバシップ関数MXi、MYjを電気的
に発生し、さらにこれらメンバシップ関数MXi、MYjへの
所属度Ai、Bjを検出していた。このため、ファジイ制御
回路内に、メンバシップ関数MXi、MYjを記憶し発生する
回路52Xi、52Yj及び所属度を求める回路53Xi、53Yjを専
用に必要とし、回路が複雑大型化し、価格が上昇すると
共に、電気的なノイズに対して弱いという問題点があっ
た。
また、記憶容量に制限があるため、任意の形のメンバ
シップ関数を発生することが難しく、最適の制御信号を
得ることが困難である問題点がある。
シップ関数を発生することが難しく、最適の制御信号を
得ることが困難である問題点がある。
この出願の発明は上記問題点に着目してなされたもの
であって、特許請求の範囲の請求項１に係る発明は、フ
ァジィ制御部の簡略小形化、低価格化を達成し、柔軟で
高速に所属度を生成し得る所属度生成装置の提供を目的
としている。
であって、特許請求の範囲の請求項１に係る発明は、フ
ァジィ制御部の簡略小形化、低価格化を達成し、柔軟で
高速に所属度を生成し得る所属度生成装置の提供を目的
としている。
また、請求項２に係る発明は、任意の形のメンバシッ
プ関数を比較的自由に設定し得るメンバシップ関数設定
部材の提供を目的としている。
プ関数を比較的自由に設定し得るメンバシップ関数設定
部材の提供を目的としている。
（ニ）課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、請求項１に係る所属度生
成装置は、投光手段と、前記投光手段からの光をメンバ
シップ関数を表現する光量分布に変換する光量分布変換
手段と、前記変換された光量分布からの光を受光して当
該メンバシップ関数の所属度を電気信号として発生する
光電変換手段とを備えている。
成装置は、投光手段と、前記投光手段からの光をメンバ
シップ関数を表現する光量分布に変換する光量分布変換
手段と、前記変換された光量分布からの光を受光して当
該メンバシップ関数の所属度を電気信号として発生する
光電変換手段とを備えている。
また、請求項２に係るメンバシップ関数設定部材は、
投光手段と光電変換手段との中間に配置され、前記光電
変換手段から所属度に応じた電気信号を発生させるため
に、前記投光手段からの光が当たる位置に応じて前記所
属度が異なるようにメンバシップ関数を光学的特性また
は幾何学的形状で設定している。
投光手段と光電変換手段との中間に配置され、前記光電
変換手段から所属度に応じた電気信号を発生させるため
に、前記投光手段からの光が当たる位置に応じて前記所
属度が異なるようにメンバシップ関数を光学的特性また
は幾何学的形状で設定している。
（ホ）作用 請求項１に係る所属度生成装置では、投光手段よりの
光が光量分布変換手段でメンバシップ関数を表現する光
量分布に変換される。そしてこの変換された光量分布か
らの光が、光電変換手段で当該メンバシップ関数の所属
度の電気信号に変換される。従って、ファジィ制御回路
中に、メンバシップ関数発生回路や所属度検出回路を設
ける必要がなくなり、このファジィ制御回路の簡略小形
化、低価格化及び耐ノイズ性の向上を図ることが可能と
なる。
光が光量分布変換手段でメンバシップ関数を表現する光
量分布に変換される。そしてこの変換された光量分布か
らの光が、光電変換手段で当該メンバシップ関数の所属
度の電気信号に変換される。従って、ファジィ制御回路
中に、メンバシップ関数発生回路や所属度検出回路を設
ける必要がなくなり、このファジィ制御回路の簡略小形
化、低価格化及び耐ノイズ性の向上を図ることが可能と
なる。
また、請求項２に係るメンバシップ関数設定部材のメ
ンバシップ関数は、指標部の光学的特性又は幾何学的形
状により定まるが、これらは、比較的自由に設定できる
ので、任意のメンバシップ関数を容易に設定することが
でき、適切な制御信号が得られる。
ンバシップ関数は、指標部の光学的特性又は幾何学的形
状により定まるが、これらは、比較的自由に設定できる
ので、任意のメンバシップ関数を容易に設定することが
でき、適切な制御信号が得られる。
（ヘ）実施例 この発明の第１の実施例を第１図乃至第３図に基づい
て以下に説明する。
て以下に説明する。
第１図は、この発明の一実施例に係る位置検出装置１
の構成を説明する斜視図である。３は、被制御機器の可
動部に連動して動くマスク板（マスク体）である。マス
ク板３には、指標部4-1〜4-5が移動方向に対してずらし
ながら列設されている。指標部4-1〜4-5は、それぞれマ
スク板３の移動方向に対して、第２図に示す透過率分
布、すなわち各指標部４の中心部での透過率が最も大き
く、両端にいくに従い低下する分布を有している。この
透過率の分布は、そのままメンバシップ関数M1〜M5に対
応している。
の構成を説明する斜視図である。３は、被制御機器の可
動部に連動して動くマスク板（マスク体）である。マス
ク板３には、指標部4-1〜4-5が移動方向に対してずらし
ながら列設されている。指標部4-1〜4-5は、それぞれマ
スク板３の移動方向に対して、第２図に示す透過率分
布、すなわち各指標部４の中心部での透過率が最も大き
く、両端にいくに従い低下する分布を有している。この
透過率の分布は、そのままメンバシップ関数M1〜M5に対
応している。
マスク板３には、移動方向に対して直角となるような
スリット光線ｌが照射される。このスリット光線ｌは、
微小点発光ダイオード（投光手段）５よりの光をシリン
ドリカルレンズ６、７を通して得られる。
スリット光線ｌが照射される。このスリット光線ｌは、
微小点発光ダイオード（投光手段）５よりの光をシリン
ドリカルレンズ６、７を通して得られる。
一方、指標部4-1〜4-5を透過した光（第１図では１つ
だけ示す）は、シリンドリカルレンズ８を通して光検出
器（光電変換手段）9-1〜9-5に受光される。各光検出器
9-1〜9-5の受光信号は、アンプ10-1〜10-5で増幅され、
所属度信号として出力される。各アンプ10-1〜10-5の増
幅率は、光検出器9-1〜9-5の感度差等を補正するように
設定されている。
だけ示す）は、シリンドリカルレンズ８を通して光検出
器（光電変換手段）9-1〜9-5に受光される。各光検出器
9-1〜9-5の受光信号は、アンプ10-1〜10-5で増幅され、
所属度信号として出力される。各アンプ10-1〜10-5の増
幅率は、光検出器9-1〜9-5の感度差等を補正するように
設定されている。
この実施例位置検出装置１では、マスク板の位置がｘ
である時、第２図に示すように、光検出器9-2が受光す
る光の強度は、指標部4-2の透過率τ２に対応し、メン
バシップ関数M2への所属度はA2となる。また、光検出器
9-3が受光する光の強度は、指標部4-3の透過率τ３に対
応し、メンバシップ関数への所属度はA3となる。
である時、第２図に示すように、光検出器9-2が受光す
る光の強度は、指標部4-2の透過率τ２に対応し、メン
バシップ関数M2への所属度はA2となる。また、光検出器
9-3が受光する光の強度は、指標部4-3の透過率τ３に対
応し、メンバシップ関数への所属度はA3となる。
第３図は、実施例位置検出装置１に適用されるファジ
イ制御回路を示すブロック図である。このファジイ制御
回路は、２つの検出パラメータＸ、Ｙを用いるもので、
２つの位置検出装置1X、1Yが使用される。位置検出装置
1X、1Yは、それぞれ５つの制御規則が割り当てられてい
るから、５×５＝25個の制御規則回路1111、1112、…が
備えられている。
イ制御回路を示すブロック図である。このファジイ制御
回路は、２つの検出パラメータＸ、Ｙを用いるもので、
２つの位置検出装置1X、1Yが使用される。位置検出装置
1X、1Yは、それぞれ５つの制御規則が割り当てられてい
るから、５×５＝25個の制御規則回路1111、1112、…が
備えられている。
各制御規則回路11ij（ｉ＝１〜５、ｊ＝１〜５）の構
成を制御規則回路1111を用いて説明すると、位置検出装
置1X、1Yよりの所属度信号A1、B1の内から最小のもの出
力するMIN回路1211、制御メンバシップ関数MC11を発生
する制御メンバシップ関数発生回路1311、この制御メン
バシップ関数MC11をMIN回路1211の出力値で切断する頭
切断回路1411より構成される。結局、制御規則回路1111
からは、頭切断された制御関数MH11が出力される。各制
御規則関数11ijも同様の構成を有し、入力される所属度
信号Ai、Bjに対して、制御関数MHijが出力される。
成を制御規則回路1111を用いて説明すると、位置検出装
置1X、1Yよりの所属度信号A1、B1の内から最小のもの出
力するMIN回路1211、制御メンバシップ関数MC11を発生
する制御メンバシップ関数発生回路1311、この制御メン
バシップ関数MC11をMIN回路1211の出力値で切断する頭
切断回路1411より構成される。結局、制御規則回路1111
からは、頭切断された制御関数MH11が出力される。各制
御規則関数11ijも同様の構成を有し、入力される所属度
信号Ai、Bjに対して、制御関数MHijが出力される。
MAX回路15には、各制御規則回路11ijからの制御関数M
Hijが入力され、これらの論理和関数（図示せず）が求
められる。重心座標演算回路16は、この論理和関数の重
心座標Ｇを演算して、これを制御出力として図示しない
被制御機器の駆動部に出力する。
Hijが入力され、これらの論理和関数（図示せず）が求
められる。重心座標演算回路16は、この論理和関数の重
心座標Ｇを演算して、これを制御出力として図示しない
被制御機器の駆動部に出力する。
第４図は、実施例位置検出装置の変形例を示し、被制
御機器の可動体と連動して動くマスク板23上に、光反射
性の指標部24-1〜24-3が設けられている。これら指標部
24-1〜24-3は、マスク板23の移動方向に対してずらせて
設けられており、各々の指標部24-1〜24-3はこの移動方
向に対してメンバシップ関数を表すような反射率分布を
有している。マスク板23には、スリット光線ｌが照射さ
れ、各指標部24-1〜24-3よりの反射光は、それぞれ光検
出器29-1〜29-3によりメンバシップ関数への所属度を表
す電気信号に変換される。
御機器の可動体と連動して動くマスク板23上に、光反射
性の指標部24-1〜24-3が設けられている。これら指標部
24-1〜24-3は、マスク板23の移動方向に対してずらせて
設けられており、各々の指標部24-1〜24-3はこの移動方
向に対してメンバシップ関数を表すような反射率分布を
有している。マスク板23には、スリット光線ｌが照射さ
れ、各指標部24-1〜24-3よりの反射光は、それぞれ光検
出器29-1〜29-3によりメンバシップ関数への所属度を表
す電気信号に変換される。
第５図は、回転角度の検出に適した変形例を示してい
る。被制御機器の回転部と連動する回転軸32には、マス
ク円板33が取付けられている。マスク円板33には、同心
円状に指標部34-1〜34-3が設けられており、各指標部34
-1〜34-3は、回転方向に対してメンバシップ関数を表す
透過率分布を有している。マスク円板33には、やはりス
リット光線ｌが照射され、各指標部34-1〜34-3を透過し
た光は、それぞれ光検出器39-1〜39-3で受光される。先
と同様、これら光検出器39-1〜39-3の受光信号がメンバ
シップ関数への所属度を表している。
る。被制御機器の回転部と連動する回転軸32には、マス
ク円板33が取付けられている。マスク円板33には、同心
円状に指標部34-1〜34-3が設けられており、各指標部34
-1〜34-3は、回転方向に対してメンバシップ関数を表す
透過率分布を有している。マスク円板33には、やはりス
リット光線ｌが照射され、各指標部34-1〜34-3を透過し
た光は、それぞれ光検出器39-1〜39-3で受光される。先
と同様、これら光検出器39-1〜39-3の受光信号がメンバ
シップ関数への所属度を表している。
第６図は、指標部の幾何学的形状によりメンバシップ
関数を表す変形例を示している。マスク板43上には、指
標部44-1〜44-5が、マスク板43移動方向に対してずらせ
て設けられている。指標部44-1〜44-5の形状は、マスク
板43移動方向に対してその幅がメンバシップ関数を表す
よう変化するもの、例えば三角形とされる。マスク板43
には、スリット光線ｌが照射され、各指標部44-1〜44-5
を透過した光は、それぞれ光検出器49-1〜49-5に受光さ
れ、メンバシップ関数への所属度を示す電気信号に変換
される。
関数を表す変形例を示している。マスク板43上には、指
標部44-1〜44-5が、マスク板43移動方向に対してずらせ
て設けられている。指標部44-1〜44-5の形状は、マスク
板43移動方向に対してその幅がメンバシップ関数を表す
よう変化するもの、例えば三角形とされる。マスク板43
には、スリット光線ｌが照射され、各指標部44-1〜44-5
を透過した光は、それぞれ光検出器49-1〜49-5に受光さ
れ、メンバシップ関数への所属度を示す電気信号に変換
される。
なお、この実施例では、マスク板が被制御機器の可動
体と連動して動く場合を示しているが、投光手段及び光
電変換手段が、被制御機器の可動体と連動する構成とし
てもよく適宜設計変更可能である。
体と連動して動く場合を示しているが、投光手段及び光
電変換手段が、被制御機器の可動体と連動する構成とし
てもよく適宜設計変更可能である。
（ト）発明の効果 請求項１、および請求項２に係る発明によれば、投光
手段からの光が当たる位置に応じて所属度が異なるよう
にメンバシップ関数を光学的特性または幾何学的形状で
設定するものであるから、これら発明の適用されるファ
ジィ制御回路が、小形簡素化できると共に、耐ノイズ性
を向上できる利点を有する。また、任意のメンバシップ
関数を容易に設定できる利点も有している。
手段からの光が当たる位置に応じて所属度が異なるよう
にメンバシップ関数を光学的特性または幾何学的形状で
設定するものであるから、これら発明の適用されるファ
ジィ制御回路が、小形簡素化できると共に、耐ノイズ性
を向上できる利点を有する。また、任意のメンバシップ
関数を容易に設定できる利点も有している。
第１図は、この発明の一実施例に係る位置検出装置の構
成を説明する斜視図、第２図は、同位置検出装置の指標
部の透過率を説明する図、第３図は、同位置検出装置に
適用されるファジイ制御回路のブロック図、第４図、第
５図及び第６図は、それぞれ同位置検出装置の変形例を
説明する斜視図、第７図は、従来の位置検出装置に適用
されるファジイ制御回路のブロック図、第８図（ａ）及
び第８図（ｂ）は、それぞれメンバシップ関数を説明す
る図である。 ３・23・43:マスク板、33:マスク円板、 ４・24・34・44:指標部、 5:微小点発光ダイオード、 ９・29・39・49:光検出器。
成を説明する斜視図、第２図は、同位置検出装置の指標
部の透過率を説明する図、第３図は、同位置検出装置に
適用されるファジイ制御回路のブロック図、第４図、第
５図及び第６図は、それぞれ同位置検出装置の変形例を
説明する斜視図、第７図は、従来の位置検出装置に適用
されるファジイ制御回路のブロック図、第８図（ａ）及
び第８図（ｂ）は、それぞれメンバシップ関数を説明す
る図である。 ３・23・43:マスク板、33:マスク円板、 ４・24・34・44:指標部、 5:微小点発光ダイオード、 ９・29・39・49:光検出器。
Claims (2)
- 【請求項１】投光手段と、 前記投光手段からの光をメンバシップ関数を表現する光
量分布に変換する光量分布変換手段と、 前記変換された光量分布からの光を受光して当該メンバ
シップ関数の所属度を電気信号として発生する光電変換
手段とを備える所属度生成装置。 - 【請求項２】投光手段と光電変換手段との中間に配置さ
れ、前記光電変換手段から所属度に応じた電気信号を発
生させるために、前記投光手段からの光が当たる位置に
応じて前記所属度が異なるようにメンバシップ関数を光
学的特性または幾何学的形状で設定したメンバシップ関
数設定部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27769088A JP2697017B2 (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 所属度生成装置およびメンバシップ関数設定部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27769088A JP2697017B2 (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 所属度生成装置およびメンバシップ関数設定部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02124423A JPH02124423A (ja) | 1990-05-11 |
| JP2697017B2 true JP2697017B2 (ja) | 1998-01-14 |
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ID=17586947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27769088A Expired - Lifetime JP2697017B2 (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 所属度生成装置およびメンバシップ関数設定部材 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5594047B2 (ja) * | 2010-10-15 | 2014-09-24 | 日本精工株式会社 | アブソリュートエンコーダ |
-
1988
- 1988-11-02 JP JP27769088A patent/JP2697017B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02124423A (ja) | 1990-05-11 |
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