JP2738794B2 - メンバーシップ関数発生回路 - Google Patents
メンバーシップ関数発生回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はファジィ理論の応用をハ
ードウェアで実現する際のメンバーシップ関数発生回路
に関するものである。
ードウェアで実現する際のメンバーシップ関数発生回路
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】あいまいな知識や情報を定量化して取り
扱えるファジィ理論は、近年、家電製品やプラント制御
などの分野でその応用が多数実現されている。ファジィ
理論の実用化にはソフトウェアによるものとハードウェ
アによるものとがあるが、最近では高速性への要求など
からファジィ専用のハードウェアが登場している。専用
ハードウェアにはデジタルタイプとアナログタイプがあ
るが、本発明はアナログタイプのファジィハードウェア
に関連している。ファジィ理論ではあいまいさを含む情
報はメンバーシップ関数で記述されるため、ハードウェ
アにはメンバーシップ関数を発生させる手段が要求され
る。アナログタイブのハードウェアではメンバーシップ
関数の値は、例えばアナログ電圧で表現され、具体的な
メンバーシップ関数発生回路は差動増幅回路などで構成
されていた。
扱えるファジィ理論は、近年、家電製品やプラント制御
などの分野でその応用が多数実現されている。ファジィ
理論の実用化にはソフトウェアによるものとハードウェ
アによるものとがあるが、最近では高速性への要求など
からファジィ専用のハードウェアが登場している。専用
ハードウェアにはデジタルタイプとアナログタイプがあ
るが、本発明はアナログタイプのファジィハードウェア
に関連している。ファジィ理論ではあいまいさを含む情
報はメンバーシップ関数で記述されるため、ハードウェ
アにはメンバーシップ関数を発生させる手段が要求され
る。アナログタイブのハードウェアではメンバーシップ
関数の値は、例えばアナログ電圧で表現され、具体的な
メンバーシップ関数発生回路は差動増幅回路などで構成
されていた。
【０００３】図７に従来の差動増輻回路によるメンバー
シップ関数発生回路の例を示す。このメンバーシップ関
数発生回路は三角形型メンバーシップ関数と台形型メン
バーシップ関数を発生させるためのもので、その特徴は
メンバーシップ関数の左辺と右辺をそれぞれ独立に発生
させることである。図７でＤ１、Ｄ２はそれぞれメンバ
ーシップ関数の左辺と右辺を発生させるための差動増幅
回路である。ＶＬ１、ＶＬ２にはそれぞれメンバーシッ
プ関数の左辺の位置、右辺の位置が外部より与えられ
る。また、可変抵抗ＲＥ１，ＲＥ２の値により、左辺と
右辺の傾きが独立に調整できる。メンバーシップ関数の
高さは、定電流源の電流値Ｉ0 と負荷抵抗ＲＬの積で決
まる。Ｄ１、Ｄ２で発生したメンバーシップ関数の左
辺、右辺は最小値演算回路Ｑ３により合成される。この
回路を用いればＶＬ１，ＶＬ２，ＲＥ１，ＲＥ２，Ｉ0
（またはＲＬ）の値をそれぞれ設定することで図８のよ
うに様々な形の三角形型メンバーシップ関数（図８
（ａ））、台形型メンバーシップ関数（図８（ｂ））を
発生させることができる。
シップ関数発生回路の例を示す。このメンバーシップ関
数発生回路は三角形型メンバーシップ関数と台形型メン
バーシップ関数を発生させるためのもので、その特徴は
メンバーシップ関数の左辺と右辺をそれぞれ独立に発生
させることである。図７でＤ１、Ｄ２はそれぞれメンバ
ーシップ関数の左辺と右辺を発生させるための差動増幅
回路である。ＶＬ１、ＶＬ２にはそれぞれメンバーシッ
プ関数の左辺の位置、右辺の位置が外部より与えられ
る。また、可変抵抗ＲＥ１，ＲＥ２の値により、左辺と
右辺の傾きが独立に調整できる。メンバーシップ関数の
高さは、定電流源の電流値Ｉ0 と負荷抵抗ＲＬの積で決
まる。Ｄ１、Ｄ２で発生したメンバーシップ関数の左
辺、右辺は最小値演算回路Ｑ３により合成される。この
回路を用いればＶＬ１，ＶＬ２，ＲＥ１，ＲＥ２，Ｉ0
（またはＲＬ）の値をそれぞれ設定することで図８のよ
うに様々な形の三角形型メンバーシップ関数（図８
（ａ））、台形型メンバーシップ関数（図８（ｂ））を
発生させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】反面、このメンバーシ
ップ関数発生回路は、メンバーシップ関数設定の手順が
複雑である。すなわち調整すべきパラメータがメンバー
シップ関数左辺の位置、メンバーシップ関数左辺の傾
き、メンバーシップ関数右辺の位置、メンバーシップ関
数右辺の傾き、メンバーシップ関数の高さ、と多い。し
かしながら、現実に使用されるメンバーシップ関数は、
図９のように左右対称の三角形や台形が圧倒的に多い。
左右対称な三角形型メンバーシップ関数であれば必要な
パラメータはメンバーシップ関数の斜辺の傾き、メンバ
ーシップ関数の高さ、メンバーシップ関数の位置の三つ
だけであり、左右対称な台形型メンバーシップ関数でも
それに上底の長さが加わるだけである。
ップ関数発生回路は、メンバーシップ関数設定の手順が
複雑である。すなわち調整すべきパラメータがメンバー
シップ関数左辺の位置、メンバーシップ関数左辺の傾
き、メンバーシップ関数右辺の位置、メンバーシップ関
数右辺の傾き、メンバーシップ関数の高さ、と多い。し
かしながら、現実に使用されるメンバーシップ関数は、
図９のように左右対称の三角形や台形が圧倒的に多い。
左右対称な三角形型メンバーシップ関数であれば必要な
パラメータはメンバーシップ関数の斜辺の傾き、メンバ
ーシップ関数の高さ、メンバーシップ関数の位置の三つ
だけであり、左右対称な台形型メンバーシップ関数でも
それに上底の長さが加わるだけである。
【０００５】このように、左右対称なメンバーシップ関
数を発生させるという立場からみると従来のメンバーシ
ップ関数の右辺と左辺をそれぞれ独立に設定する方法は
必要以上に煩雑である。
数を発生させるという立場からみると従来のメンバーシ
ップ関数の右辺と左辺をそれぞれ独立に設定する方法は
必要以上に煩雑である。
【０００６】本発明が解決すべき課題は、次の通りであ
る。 （１）簡単な手順で左右対称な三角形型メンバーシップ
関数、台形型メンバーシップ関数を発生させることが可
能なアナログ電圧タイプのメンバーシップ関数発生回路
を提供すること。 （２）（１）に加え、必要な場合には左右非対称な三角
形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシップ関数も
発生可能なメンバーシップ関数発生回路を提供するこ
と。
る。 （１）簡単な手順で左右対称な三角形型メンバーシップ
関数、台形型メンバーシップ関数を発生させることが可
能なアナログ電圧タイプのメンバーシップ関数発生回路
を提供すること。 （２）（１）に加え、必要な場合には左右非対称な三角
形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシップ関数も
発生可能なメンバーシップ関数発生回路を提供するこ
と。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、メンバーシップ値がアナログ電圧で表現
されるメンバーシップ関数を発生させる回路であって、
図１（ａ）に示すように、次の回路を備えている。
め、本発明は、メンバーシップ値がアナログ電圧で表現
されるメンバーシップ関数を発生させる回路であって、
図１（ａ）に示すように、次の回路を備えている。
【０００８】負側からある基準点までが一定値で、同基
準点から正側に一定傾きで増加するＪ字状関数（以下
「Ｊ関数」という）を発生させる第１の回路（Ｊ関数発
生回路）２、負側から前記基準点と同じか又は別の基準
点まで一定傾きで増加し、その基準点から正側は一定値
であるΓ字状関数（以下「Γ関数」という）を発生させ
る第２の回路（Γ関数発生回路）３、前記第１の回路２
の出力と第２の回路３の出力とを差動演算するととも
に、その演算された関数の位置を高さ方向にシフトする
第３の回路（差動演算回路）４、前記第３の回路４で発
生した出力を基準電圧でカットする第４の回路（基準電
圧カット回路）５。
準点から正側に一定傾きで増加するＪ字状関数（以下
「Ｊ関数」という）を発生させる第１の回路（Ｊ関数発
生回路）２、負側から前記基準点と同じか又は別の基準
点まで一定傾きで増加し、その基準点から正側は一定値
であるΓ字状関数（以下「Γ関数」という）を発生させ
る第２の回路（Γ関数発生回路）３、前記第１の回路２
の出力と第２の回路３の出力とを差動演算するととも
に、その演算された関数の位置を高さ方向にシフトする
第３の回路（差動演算回路）４、前記第３の回路４で発
生した出力を基準電圧でカットする第４の回路（基準電
圧カット回路）５。
【０００９】この回路において、メンバーシップ関数の
それぞれの辺の傾きを独立に可変できる手段をさらに備
えたものとすることができる。
それぞれの辺の傾きを独立に可変できる手段をさらに備
えたものとすることができる。
【００１０】なお、Ｊ関数発生回路とΓ関数発生回路の
代わりに、図２に示すように傾きが逆である関数を２つ
組み合わせても、差動演算回路４により前記と同じ関数
を発生させることができる。
代わりに、図２に示すように傾きが逆である関数を２つ
組み合わせても、差動演算回路４により前記と同じ関数
を発生させることができる。
【００１１】
【作用】本発明によるメンバーシップ関数発生回路は、
傾き調整回路１によって図１（ｂ）の（１）のように外
部から与えられたメンバーシップ関数の傾きを正方向に
シフトしてＪ関数を発生させ、また、外部から与えられ
たメンバーシップ関数の傾きを負方向にシフトしΓ関数
を発生させる（図１（ｂ）の（２），（３）の関数）。
また、発生されたＪ関数の出力とΓ関数の出力とを差動
演算し、外部から与えられたメンバーシップ値１を表す
電圧に従いメンバーシップ関数を高さ方向にシフトし
（図１（ｂ）の（４）の関数）、更に、メンバーシップ
値０を表す基準電圧でカットされて最終的に左右対称な
三角形型メンバーシップ関数（図１（ｂ）の（５）の関
数）または台形型メンバーシップ関数を発生させる。ま
た、必要に応じてメンバーシップ関数の左右の傾きを独
立に調整することもできる。
傾き調整回路１によって図１（ｂ）の（１）のように外
部から与えられたメンバーシップ関数の傾きを正方向に
シフトしてＪ関数を発生させ、また、外部から与えられ
たメンバーシップ関数の傾きを負方向にシフトしΓ関数
を発生させる（図１（ｂ）の（２），（３）の関数）。
また、発生されたＪ関数の出力とΓ関数の出力とを差動
演算し、外部から与えられたメンバーシップ値１を表す
電圧に従いメンバーシップ関数を高さ方向にシフトし
（図１（ｂ）の（４）の関数）、更に、メンバーシップ
値０を表す基準電圧でカットされて最終的に左右対称な
三角形型メンバーシップ関数（図１（ｂ）の（５）の関
数）または台形型メンバーシップ関数を発生させる。ま
た、必要に応じてメンバーシップ関数の左右の傾きを独
立に調整することもできる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００１３】図３に本発明の第１実施例を示す。この例
では、回路は演算増幅器による反転増幅回路と差動増幅
回路により構成されている。図中１１はメンバーシップ
関数の辺の基準を発生させる傾き調整回路、１２は台形
型メンバーシップ関数の上底を設定する回路、１３は傾
き調整回路１１の出力からＪ関数を発生させる回路、１
４は傾き調整回路１１の出力からΓ関数を発生させる回
路、１５はＪ関数の出力とΓ関数の出力とを差動演算す
ると同時に、メンバーシップ関数の高さを設定する回
路、１６は出力バッファである。
では、回路は演算増幅器による反転増幅回路と差動増幅
回路により構成されている。図中１１はメンバーシップ
関数の辺の基準を発生させる傾き調整回路、１２は台形
型メンバーシップ関数の上底を設定する回路、１３は傾
き調整回路１１の出力からＪ関数を発生させる回路、１
４は傾き調整回路１１の出力からΓ関数を発生させる回
路、１５はＪ関数の出力とΓ関数の出力とを差動演算す
ると同時に、メンバーシップ関数の高さを設定する回
路、１６は出力バッファである。
【００１４】入力ＶＩＮは、メンバーシップ関数の中心
位置電圧Ｖｘにより横軸（入力軸）方向にシフトされる
と同時に抵抗Ｒ0 と可変抵抗ＲＬＲとの比によって傾き
が決定され、反転された形でＡ点に出力される。これが
メンバーシップ関数の辺の基準を形成することになる。
Ａ点の出力は次式で表される。
位置電圧Ｖｘにより横軸（入力軸）方向にシフトされる
と同時に抵抗Ｒ0 と可変抵抗ＲＬＲとの比によって傾き
が決定され、反転された形でＡ点に出力される。これが
メンバーシップ関数の辺の基準を形成することになる。
Ａ点の出力は次式で表される。
【００１５】 Ａ＝−（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・（ＶＩＮ＋Ｖｘ） （１式）
【００１６】傾き調整回路１１の出力は一方でＪ関数発
生回路１３の入力部である加算器の入力となり、他方で
Γ関数発生回路１４の入力部である加算器の入力とな
る。Ｊ関数発生回路１３に入力された傾き調整回路１１
の出力Ａ点は、外部入力ＶＷによって、横軸にＶＷだけ
シフトし反転され、更に理想ダイオードにより０ｖでク
リップされ、Ｊ関数を発生させる。また、Γ関数発生回
路１４に入力された傾き調整回路１１の出力Ａ点は、外
部入力ＶＷによって、横軸に−ＶＷだけシフトし反転さ
れ、更に理想ダイオードにより０ｖでクリッブされ、Γ
関数を発生させる。この結果、Ｂ点、Ｃ点には台形型メ
ンバーシップ関数の右辺と左辺の基が出力される。な
お、三角形型メンバーシップ関数を発生させる場合に
は、ＶＷ＝０ｖとすればよい。メンバーシップ関数の斜
辺の傾きを変えるには可変抵抗ＲＬＲのみを調整すれば
よい。ＲＬＲを可変すればＡ点の出力の傾きが変わると
ともに、Ｂ点とＣ点の傾きもＡ点の傾きの反転した形と
なるため、左右の傾きをーつの調整手段で同時に設定す
ることができる。Ｂ点、Ｃ点の出力は次式で表される。
生回路１３の入力部である加算器の入力となり、他方で
Γ関数発生回路１４の入力部である加算器の入力とな
る。Ｊ関数発生回路１３に入力された傾き調整回路１１
の出力Ａ点は、外部入力ＶＷによって、横軸にＶＷだけ
シフトし反転され、更に理想ダイオードにより０ｖでク
リップされ、Ｊ関数を発生させる。また、Γ関数発生回
路１４に入力された傾き調整回路１１の出力Ａ点は、外
部入力ＶＷによって、横軸に−ＶＷだけシフトし反転さ
れ、更に理想ダイオードにより０ｖでクリッブされ、Γ
関数を発生させる。この結果、Ｂ点、Ｃ点には台形型メ
ンバーシップ関数の右辺と左辺の基が出力される。な
お、三角形型メンバーシップ関数を発生させる場合に
は、ＶＷ＝０ｖとすればよい。メンバーシップ関数の斜
辺の傾きを変えるには可変抵抗ＲＬＲのみを調整すれば
よい。ＲＬＲを可変すればＡ点の出力の傾きが変わると
ともに、Ｂ点とＣ点の傾きもＡ点の傾きの反転した形と
なるため、左右の傾きをーつの調整手段で同時に設定す
ることができる。Ｂ点、Ｃ点の出力は次式で表される。
【００１７】 Ｂ＝（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・ＶＩＮ＋（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・Ｖｘ＋ＶＷ （２式）
【００１８】 Ｃ＝（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・ＶＩＮ＋（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・Ｖｘ−ＶＷ （３式）
【００１９】Ｂ点、Ｃ点の出力は次段の差動増幅器１５
に入力される。差動増幅器１５には一方で、メンバーシ
ップ関数の高さ設定値ＶＨが入力される。差動増幅器１
５ではＢ点とＣ点の出力が差動演算され、ＶＨだけ縦軸
方向にシフトされた形でＤ点に出力される。この出力が
出力バッファ１６に入力されると同時に理想ダイオード
により０ｖでクリップされ、最終的なメンバーシップ関
数がＶＯとして出力される。
に入力される。差動増幅器１５には一方で、メンバーシ
ップ関数の高さ設定値ＶＨが入力される。差動増幅器１
５ではＢ点とＣ点の出力が差動演算され、ＶＨだけ縦軸
方向にシフトされた形でＤ点に出力される。この出力が
出力バッファ１６に入力されると同時に理想ダイオード
により０ｖでクリップされ、最終的なメンバーシップ関
数がＶＯとして出力される。
【００２０】以上、第１実施例によれば、メンバーシッ
プ関数の横軸上の位置は入力値Ｖｘのみで定まり、斜辺
の傾きはＲＬＲの調整のみで左右同時に可能であり、上
底の長さ（ＶＷ）を設定するだけである。このように必
要最小限の設定手順で左右対称な三角形型メンバーシッ
プ関数、台形型メンバーシップ関数を発生することがで
きる。
プ関数の横軸上の位置は入力値Ｖｘのみで定まり、斜辺
の傾きはＲＬＲの調整のみで左右同時に可能であり、上
底の長さ（ＶＷ）を設定するだけである。このように必
要最小限の設定手順で左右対称な三角形型メンバーシッ
プ関数、台形型メンバーシップ関数を発生することがで
きる。
【００２１】一方、図４に示すように、第１実施例の端
子Ｌ１，Ｌ２とＲ１，Ｒ２に抵抗ＶＬ１とＶＲ１を接続
することで、左右の傾きが非対称なメンバーシップ関数
も発生させることができる。この場合、Ｊ関数発生回路
１３とΓ関数発生回路１４のゲインは、抵抗ＶＬ１とＶ
Ｒ１の値によりそれぞれ独立に可変でき、結局メンバー
シップ関数の左辺の傾きは（ＶＬ１／Ｒ）・（ＲＬＲ／
Ｒ0 ）、右辺の傾きは（ＶＲ１／Ｒ）・（ＲＬＲ／
Ｒ0 ）となり、メンバーシップ関数の左右の傾きを独立
に調整できる。
子Ｌ１，Ｌ２とＲ１，Ｒ２に抵抗ＶＬ１とＶＲ１を接続
することで、左右の傾きが非対称なメンバーシップ関数
も発生させることができる。この場合、Ｊ関数発生回路
１３とΓ関数発生回路１４のゲインは、抵抗ＶＬ１とＶ
Ｒ１の値によりそれぞれ独立に可変でき、結局メンバー
シップ関数の左辺の傾きは（ＶＬ１／Ｒ）・（ＲＬＲ／
Ｒ0 ）、右辺の傾きは（ＶＲ１／Ｒ）・（ＲＬＲ／
Ｒ0 ）となり、メンバーシップ関数の左右の傾きを独立
に調整できる。
【００２２】このように、本実施例によれば左右対称な
三角形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシップ関
数を簡略な手順で設定できるほか必要に応じて左右非対
称な三角形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシッ
プ関数も設定が可能である。
三角形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシップ関
数を簡略な手順で設定できるほか必要に応じて左右非対
称な三角形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシッ
プ関数も設定が可能である。
【００２３】図５に本発明の第２実施例を示す。この例
では、回路は演算増幅器による反転増幅器、差動増幅器
と、最小値演算回路、最大値演算回路により構成されて
いる。図中２１はメンバーシップ関数の辺の基準を発生
させる傾き調整回路、２２は台形型メンバーシップ関数
の上底の長さを設定する上底設定回路、２３は傾き調整
回路２１の出力を正方向にシフトする正方向シフト回
路、２４は傾き調整回路２１の出力を負方向にシフトす
る負方向シフト回路、２５は正方向シフト回路２３の出
力とメンバーシップ値０を表す基準電圧との最大値を演
算しＪ関数を発生させるＪ関数発生回路、２６は負方向
シフト回路２４の出力とメンバーシッブ値０を表す基準
電圧との最小値を演算しΓ関数を発生させるΓ関数発生
回路、２７はＪ関数の出力とΓ関数の出力とを差動演算
すると同時に、メンバーシップ関数の高さを設定する差
動演算及び高さ設定回路、２８は出力バッファである。
では、回路は演算増幅器による反転増幅器、差動増幅器
と、最小値演算回路、最大値演算回路により構成されて
いる。図中２１はメンバーシップ関数の辺の基準を発生
させる傾き調整回路、２２は台形型メンバーシップ関数
の上底の長さを設定する上底設定回路、２３は傾き調整
回路２１の出力を正方向にシフトする正方向シフト回
路、２４は傾き調整回路２１の出力を負方向にシフトす
る負方向シフト回路、２５は正方向シフト回路２３の出
力とメンバーシップ値０を表す基準電圧との最大値を演
算しＪ関数を発生させるＪ関数発生回路、２６は負方向
シフト回路２４の出力とメンバーシッブ値０を表す基準
電圧との最小値を演算しΓ関数を発生させるΓ関数発生
回路、２７はＪ関数の出力とΓ関数の出力とを差動演算
すると同時に、メンバーシップ関数の高さを設定する差
動演算及び高さ設定回路、２８は出力バッファである。
【００２４】入力ＶＩＮは、メンバーシップ関数の中心
位置電圧Ｖｘにより横軸（入力軸）方向にシフトされる
と同時に抵抗Ｒ0 と可変抵抗ＲＬＲとの比によって傾き
が決定され、反転された形でＡ点に出力される。これが
メンバーシップ関数の辺の基準を形成することになる。
Ａ点の出力は次式で表される。
位置電圧Ｖｘにより横軸（入力軸）方向にシフトされる
と同時に抵抗Ｒ0 と可変抵抗ＲＬＲとの比によって傾き
が決定され、反転された形でＡ点に出力される。これが
メンバーシップ関数の辺の基準を形成することになる。
Ａ点の出力は次式で表される。
【００２５】 Ａ＝−（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・（ＶＩＮ＋Ｖｘ） （４式）
【００２６】傾き調整回路２１の出力は一方で正方向シ
フト回路２３の入力部を構成する加算器の入力となり、
他方で負方向シフト回路２４の入力部を構成する加算器
の入力となる。正方向シフト回路２３に入力された傾き
調整回路２１の出力Ａ点は、外部入力ＶＷによって、横
軸にＶＷだけシフトされ、Ｊ関数発生回路２５の最大値
演算によりメンバーシップ値０を表す基準電圧（この実
施例では０ｖ）との最大値が取られ、Ｊ関数を発生させ
る。また、負方向シフト回路２４に入力された傾き調整
回路２１の出力Ａ点は、外部入力ＶＷによって、横軸に
−ＶＷだけシフトされ、Γ関数発生回路２６の最小値演
算によりメンバーシップ値０を表す基準電圧との最小値
が取られ、Γ関数を発生させる。この結果、Ｄ点、Ｅ点
には、台形型メンバーシップ関数の右辺と左辺の基とが
出力される。なお、三角形型メンバーシップ関数を発生
させる場合には、ＶＷ＝０ｖとすればよい。メンバーシ
ップ関数の傾きを変えるには可変抵抗ＲＬＲのみを調整
すればよい。ＲＬＲを可変すればＡ点の出力の傾きが変
わるとともに、Ｄ点とＥ点の傾きもＡ点の傾きの反転し
た形となるため、左右の傾きをーつの調整手段で同時に
設定することができる。Ｄ点、Ｅ点の出力は次式で表さ
れる。
フト回路２３の入力部を構成する加算器の入力となり、
他方で負方向シフト回路２４の入力部を構成する加算器
の入力となる。正方向シフト回路２３に入力された傾き
調整回路２１の出力Ａ点は、外部入力ＶＷによって、横
軸にＶＷだけシフトされ、Ｊ関数発生回路２５の最大値
演算によりメンバーシップ値０を表す基準電圧（この実
施例では０ｖ）との最大値が取られ、Ｊ関数を発生させ
る。また、負方向シフト回路２４に入力された傾き調整
回路２１の出力Ａ点は、外部入力ＶＷによって、横軸に
−ＶＷだけシフトされ、Γ関数発生回路２６の最小値演
算によりメンバーシップ値０を表す基準電圧との最小値
が取られ、Γ関数を発生させる。この結果、Ｄ点、Ｅ点
には、台形型メンバーシップ関数の右辺と左辺の基とが
出力される。なお、三角形型メンバーシップ関数を発生
させる場合には、ＶＷ＝０ｖとすればよい。メンバーシ
ップ関数の傾きを変えるには可変抵抗ＲＬＲのみを調整
すればよい。ＲＬＲを可変すればＡ点の出力の傾きが変
わるとともに、Ｄ点とＥ点の傾きもＡ点の傾きの反転し
た形となるため、左右の傾きをーつの調整手段で同時に
設定することができる。Ｄ点、Ｅ点の出力は次式で表さ
れる。
【００２７】 Ｄ＝（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・ＶＩＮ＋（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・Ｖｘ＋ＶＷ （５式）
【００２８】 Ｅ＝（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・ＶＩＮ＋（ＲＬＲ／Ｒ0 ）・Ｖｘ−ＶＷ （６式）
【００２９】Ｄ点、Ｅ点の出力は次段の差動演算及び高
さ設定回路２７に入力される。差動演算及び高さ設定回
路２７には一方で、メンバーシップ関数の高さ設定値Ｖ
Ｈが入力される。差動演算及び高さ設定回路２７ではＤ
点とＥ点の出力が差動演算され、ＶＨだけ縦軸方向にシ
フトされた形でＦ点に出力される。この出力が出力バッ
ファ２８に入力されると同時に理想ダイオードにより０
ｖでクリップされ、最終的なメンバーシップ関数がＶＯ
として出力される。
さ設定回路２７に入力される。差動演算及び高さ設定回
路２７には一方で、メンバーシップ関数の高さ設定値Ｖ
Ｈが入力される。差動演算及び高さ設定回路２７ではＤ
点とＥ点の出力が差動演算され、ＶＨだけ縦軸方向にシ
フトされた形でＦ点に出力される。この出力が出力バッ
ファ２８に入力されると同時に理想ダイオードにより０
ｖでクリップされ、最終的なメンバーシップ関数がＶＯ
として出力される。
【００３０】以上、本実施例によれば、メンバーシップ
関数の横軸上の位置は入力値Ｖｘのみで定まり、斜辺の
傾きはＲＬＲの調整のみで左右同時に可能であり、上底
の長さ（ＶＷ）を設定するだけである。このように必要
最低限の設定手順で左右対称な三角形型メンバーシップ
関数、台形型メンバーシップ関数を発生させることがで
きる。
関数の横軸上の位置は入力値Ｖｘのみで定まり、斜辺の
傾きはＲＬＲの調整のみで左右同時に可能であり、上底
の長さ（ＶＷ）を設定するだけである。このように必要
最低限の設定手順で左右対称な三角形型メンバーシップ
関数、台形型メンバーシップ関数を発生させることがで
きる。
【００３１】一方、図６に示すように、図５の端子Ｌ
１，Ｌ２とＲ１，Ｒ２に抵抗ＲＬ１とＲＲ１を接続する
ことで左右の傾きが非対称なメンバーシップ関数も発生
させることができる。この場合、正方向シフト回路２３
と負方向シフト回路２４のゲインは、ＲＲ１とＲＬ１の
値によりそれぞれ独立に可変でき、結局メンバーシップ
関数の左辺の傾きは（ＲＬ１／Ｒ）・（ＲＬＲ／
Ｒ0 ）、右辺の傾きは（ＲＲ１／Ｒ）・（ＲＬＲ／
Ｒ0 ）となり、メンバーシップ関数の左右の傾きを独立
に調整できる。
１，Ｌ２とＲ１，Ｒ２に抵抗ＲＬ１とＲＲ１を接続する
ことで左右の傾きが非対称なメンバーシップ関数も発生
させることができる。この場合、正方向シフト回路２３
と負方向シフト回路２４のゲインは、ＲＲ１とＲＬ１の
値によりそれぞれ独立に可変でき、結局メンバーシップ
関数の左辺の傾きは（ＲＬ１／Ｒ）・（ＲＬＲ／
Ｒ0 ）、右辺の傾きは（ＲＲ１／Ｒ）・（ＲＬＲ／
Ｒ0 ）となり、メンバーシップ関数の左右の傾きを独立
に調整できる。
【００３２】このように、本実施例によれば左右対称な
三角形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシップ関
数を簡略な手順で設定できるほか必要に応じて左右非対
称な三角形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシッ
プ関数も設定可能である。
三角形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシップ関
数を簡略な手順で設定できるほか必要に応じて左右非対
称な三角形型メンバーシップ関数、台形型メンバーシッ
プ関数も設定可能である。
【００３３】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、下記
の効果を奏する。
の効果を奏する。
【００３４】 必要最低限のパラメータ、すなわちメ
ンバーシップ関数の斜辺の傾き、高さ、位置を設定する
だけで左右対称な三角形型メンバーシップ関数を発生さ
せることができる。
ンバーシップ関数の斜辺の傾き、高さ、位置を設定する
だけで左右対称な三角形型メンバーシップ関数を発生さ
せることができる。
【００３５】 左右対称な台形型メンバーシップ関数
の場合は、上記パラメータに上底の長さを加えることで
やはり最低限のパラメータ設定でメンバーシップ関数を
発生することができる。
の場合は、上記パラメータに上底の長さを加えることで
やはり最低限のパラメータ設定でメンバーシップ関数を
発生することができる。
【００３６】 このように設定が必要なパラメータが
必要最小限であるためメンバーシップ関数を発生させる
のに必要な手順が簡略化される。
必要最小限であるためメンバーシップ関数を発生させる
のに必要な手順が簡略化される。
【００３７】 左右非対称なメンバーシップ関数を発
生させたい場合には、メンバーシップ関数の左右の傾き
を独立に調整できる機能も兼ね備えており対応できる。
生させたい場合には、メンバーシップ関数の左右の傾き
を独立に調整できる機能も兼ね備えており対応できる。
【図１】 本発明の基本的構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】 本発明の他の方法を示す説明図である。
【図３】 本発明の第１実施例を示す回路図及び波形図
である。
である。
【図４】 第１実施例におけるメンバーシップ関数の左
右の傾きを独立に調整できる機能を備えた回路図であ
る。
右の傾きを独立に調整できる機能を備えた回路図であ
る。
【図５】 本発明の第２実施例を示す回路図及び波形図
である。
である。
【図６】 第２実施例におけるメンバーシップ関数の左
右の傾きを独立に調整できる機能を備えた回路図であ
る。
右の傾きを独立に調整できる機能を備えた回路図であ
る。
【図７】 従来のメンバーシップ関数発生回路の例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図８】 三角形型メンバーシップ関数、台形型メンバ
ーシップ関数の合成例を示す説明図である。
ーシップ関数の合成例を示す説明図である。
【図９】 左右対称の三角形型メンバーシップ関数、台
形型メンバーシップ関数の例を示す説明図である。
形型メンバーシップ関数の例を示す説明図である。
１ 傾き調整回路、２ Ｊ関数発生回路、３ Γ関数発
生回路、４ 差動演算回路、５ 基準電圧カット回路、
１１ 傾き調整回路、１２ 上底設定回路、１３Ｊ関数
発生回路、１４ Γ関数発生回路、１５ 差動演算及び
基準電圧カット回路、１６ バッファ、２１ 傾き調整
回路、２２ 上底設定回路、２３ 正方向シフト回路、
２４ 負方向シフト回路、２５ Ｊ関数発生回路、２６
Γ関数発生回路、２７ 差動演算及び高さ設定回路、
２８ バッファ
生回路、４ 差動演算回路、５ 基準電圧カット回路、
１１ 傾き調整回路、１２ 上底設定回路、１３Ｊ関数
発生回路、１４ Γ関数発生回路、１５ 差動演算及び
基準電圧カット回路、１６ バッファ、２１ 傾き調整
回路、２２ 上底設定回路、２３ 正方向シフト回路、
２４ 負方向シフト回路、２５ Ｊ関数発生回路、２６
Γ関数発生回路、２７ 差動演算及び高さ設定回路、
２８ バッファ
Claims (3)
- 【請求項１】 次の回路を備えた、メンバーシップ値が
アナログ電圧で表現されるメンバーシップ関数を発生さ
せる回路：負側からある基準点までが一定値で、同基準
点から正側に一定傾きで増加するＪ字状関数を発生させ
る第１の回路；負側から前記基準点と同じか又は別の基
準点まで一定傾きで増加し、その基準点から正側は前記
一定値であるΓ字状関数を発生させる第２の回路；前記
第１の回路の出力と第２の回路の出力とを差動演算する
とともに、その演算された関数の位置を高さ方向にシフ
トする第３の回路；前記第３の回路で発生した出力を基
準電圧でカットする第４の回路。 - 【請求項２】 第１の回路を、負側からある基準点まで
が一定値で、同基準点から正側に一定傾きで減少する関
数を発生させるものとし、かつ、第２の回路を、負側か
ら前記基準点と同じか又は別の基準点まで一定傾きで減
少し、その基準点から正側は前記一定値である関数を発
生させるものとした、請求項１記載のメンバーシップ関
数発生回路。 - 【請求項３】 メンバーシップ関数のそれぞれの辺の傾
きを独立に可変できる手段を備えた請求項１または２に
記載のメンバーシップ関数発生回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4242288A JP2738794B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | メンバーシップ関数発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4242288A JP2738794B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | メンバーシップ関数発生回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0696242A JPH0696242A (ja) | 1994-04-08 |
| JP2738794B2 true JP2738794B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=17087025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4242288A Expired - Lifetime JP2738794B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | メンバーシップ関数発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738794B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005004032A1 (ja) * | 2003-07-02 | 2007-09-20 | 有限会社Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｌｏｇｉｃ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ | 関数デバイス |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS541417B2 (ja) * | 1973-08-01 | 1979-01-24 | ||
| JPS5412540A (en) * | 1977-06-29 | 1979-01-30 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Polygonal line function voltage generator |
| JPH061498B2 (ja) * | 1985-10-22 | 1994-01-05 | オムロン株式会社 | プログラマブル・マルチ・メンバ−シツプ関数回路 |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP4242288A patent/JP2738794B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0696242A (ja) | 1994-04-08 |
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