JP2769163B2 - Center of gravity determination circuit - Google Patents

Center of gravity determination circuit

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JP2769163B2
JP2769163B2 JP63206007A JP20600788A JP2769163B2 JP 2769163 B2 JP2769163 B2 JP 2769163B2 JP 63206007 A JP63206007 A JP 63206007A JP 20600788 A JP20600788 A JP 20600788A JP 2769163 B2 JP2769163 B2 JP 2769163B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 ファジィ量を確定値に変換するためのデファジファイ
アの一つに重心決定回路がある。重心決定のためには乗
算と除算が必要となるが,除数(分母)が1となるよう
にファジィ量を表わす電気信号の大きさを制御するとと
もに重み付け加算回路を用いることにより,乗算回路と
除算回路を省略することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION One of the defuzzifiers for converting a fuzzy quantity into a definite value is a centroid determining circuit. To determine the center of gravity, multiplication and division are required. By controlling the magnitude of the electric signal representing the fuzzy amount so that the divisor (denominator) becomes 1, and using a weighted addition circuit, the multiplication circuit and division can be performed. The circuit can be omitted.

発明の背景 この発明は,ファジィ量を確定値に変換するためのデ
ファジファイアの有力な回路として位置づけられる重心
決定回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a center-of-gravity determining circuit which is positioned as an effective circuit of a defuzzifier for converting a fuzzy quantity into a definite value.

発明者は既にファジィ情報を高速で処理できるファジ
ィ・コントローラ,ファジィ・コンピュータと呼ばれる
ハードウェア・システムを提案している。このシステム
では,ファジィ・メンバーシップ関数,ファジィ推論結
果等を含むファジィ情報は複数本のライン上に分布した
電気信号(電圧または電流)によって表わされる。ファ
ジィ・コントローラまたはファジィ・コンピュータから
出力される電気信号分布によって表現されるファジィ情
報から一つの確定値を見い出す必要が生じることが多
い。ファジィ情報を確定値に変換するための回路がデフ
ァジファイアであり,デファジファイアの一例として重
心決定回路がある。
The inventor has already proposed a hardware system called a fuzzy controller or fuzzy computer which can process fuzzy information at high speed. In this system, fuzzy information including a fuzzy membership function, a fuzzy inference result, and the like are represented by electric signals (voltage or current) distributed on a plurality of lines. Often it is necessary to find a single definite value from fuzzy information represented by an electrical signal distribution output from a fuzzy controller or a fuzzy computer. A circuit for converting fuzzy information into a definite value is a defuzzifier, and an example of a defuzzifier is a center-of-gravity determining circuit.

重心決定回路は乗算回路と加算回路と除算(割算)回
路とを含む。ここで乗算回路および除算回路はそのハー
ドウェアが複雑で,調整が簡単でなく,そのダイナミッ
ク・レンジも限られている。
The center of gravity determination circuit includes a multiplication circuit, an addition circuit, and a division (division) circuit. Here, the hardware of the multiplication circuit and the division circuit is complicated, adjustment is not easy, and the dynamic range is limited.

発明の概要 この発明は,乗算回路と除算回路を用いることなくフ
ァジィ情報の重心を決定することのできる回路を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a circuit capable of determining the center of gravity of fuzzy information without using a multiplication circuit and a division circuit.

第1の発明による重心決定回路は,複数本のライン上
に分布したファジィ情報を表わす電気信号のそれぞれ
に,所定の値kを乗ずるとともにラインの順位に応じた
値を乗じてそれらを加算する重み付き加算回路,上記フ
ァジィ情報を表す電気信号のそれぞれに、所定の値kを
乗ずるとともにそれらを加算する単純加算回路,および
単純加算回路の出力信号が1に相当する値を表わすよう
に上記所定の値kを制御する制御手段を備えていること
を特徴とする。
The center-of-gravity determining circuit according to the first aspect of the present invention provides a weight for multiplying each of the electric signals representing fuzzy information distributed on a plurality of lines by a predetermined value k and multiplying each of the electric signals by a value according to the rank of the line to add them. Adder circuit, a simple adder circuit for multiplying each of the electric signals representing the fuzzy information by a predetermined value k and adding them together, and the above-described predetermined adder so that the output signal of the simple adder circuit represents a value corresponding to 1. It is characterized by comprising control means for controlling the value k.

第1の発明によると,単純加算回路の出力信号が1に
相当する値を表わすように所定の値kが制御されている
ので,複数本のライン上に分布した上記電気信号のそれ
ぞれにラインの順位に応じた値を乗じてそれらを加算す
る重み付き加算回路の出力信号が重心を表わすことにな
る。重心演算における除数(分母)となる単純加算回路
の出力信号は1を表わしているので除算回路は不要であ
る。また乗算と加算は重み付き加算回路で行なわれてい
るので,通常の意味での加算回路も不要である。このよ
うにして,簡単な構成でファジィ情報の重心が決定さ
れ,決定された重心を表わす信号を得ることができる。
According to the first invention, the predetermined value k is controlled so that the output signal of the simple adder circuit represents a value corresponding to 1, so that each of the electric signals distributed on a plurality of lines has The output signal of the weighted addition circuit that multiplies the values according to the ranks and adds them will represent the center of gravity. Since the output signal of the simple addition circuit serving as the divisor (denominator) in the center-of-gravity calculation represents 1, the division circuit is unnecessary. Further, since multiplication and addition are performed by a weighted addition circuit, an addition circuit in a normal sense is unnecessary. In this manner, the center of gravity of the fuzzy information is determined with a simple configuration, and a signal representing the determined center of gravity can be obtained.

第2の発明による重心決定回路はまた,メンバーシッ
プ関数を表わす信号を出力するメンバーシップ回路(メ
ンバーシップ関数回路およびメンバーシップ関数発生回
路を含む)の出力信号に基づいて所定のファジィ推論を
実行し,複数本のライン上に分布した推論結果を表わす
信号を出力するファジィ処理装置(ファジィ・コンピュ
ータ,ファジィ・コントローラを含む)に適用されるも
のであり,複数本のライン上に分布した推論結果を表わ
す信号のそれぞれに,ラインの順位に応じた値を乗じて
それらを加算する重み付き加算回路,複数本のライン上
に分布した推論結果を表わす信号を加算する単純加算回
路,および単純加算回路の出力信号が1に相当する値を
表わすように上記メンバーシップ回路の出力する信号の
レベルを制御するグレード制御手段を備えていることを
特徴とする。
The center-of-gravity determining circuit according to the second invention executes a predetermined fuzzy inference based on an output signal of a membership circuit (including a membership function circuit and a membership function generating circuit) for outputting a signal representing a membership function. Is applied to a fuzzy processing device (including a fuzzy computer and a fuzzy controller) that outputs a signal representing the inference results distributed on a plurality of lines, and outputs the inference results distributed on the plurality of lines. A weighted addition circuit for multiplying each of the signals represented by a value corresponding to the rank of the line and adding them, a simple addition circuit for adding signals representing inference results distributed over a plurality of lines, and a simple addition circuit. A group for controlling the level of the signal output from the membership circuit so that the output signal indicates a value corresponding to 1. Characterized in that it comprises a chromatography de control means.

第2の発明においては,単純加算回路の出力信号が1
に相当する値を表わすようにファジィ処理装置内のメン
バーシップ回路のメンバーシップ関数のグレードが調整
されているので,第1の発明と同じように乗算回路と除
算回路とを省略して,ファジィ推論結果の重心を決定す
ることができる。
In the second invention, the output signal of the simple addition circuit is 1
Since the grade of the membership function of the membership circuit in the fuzzy processing device is adjusted so as to represent a value corresponding to the following equation, the multiplication circuit and the division circuit are omitted as in the first invention, and the fuzzy inference is performed. The center of gravity of the result can be determined.

実施例の説明 [第1実施例] 第1図は重心決定回路の全体構成を示している。この
重心決定回路の入力はファジィ情報である。このファジ
ィ情報は,ファジィ・コントローラのファジィ推論合成
回路またはファジィ・コンピュータのファジィ推論エン
ジンから出力される推論結果を表わすものであっても,
推論の途中を表わすものであっても,メンバーシップ関
数発生回路から出力されるメンバーシップ関数を表わす
ものであってもよい。
Description of Embodiment [First Embodiment] FIG. 1 shows the overall configuration of the center of gravity determination circuit. The input of this center of gravity determination circuit is fuzzy information. This fuzzy information indicates the inference result output from the fuzzy inference synthesis circuit of the fuzzy controller or the fuzzy inference engine of the fuzzy computer.
It may represent the middle of inference or may represent a membership function output from a membership function generating circuit.

n本の信号ラインl1,l2,l3,…,li,…,ln-1,lnがあ
り,ファジィ情報はこれらのn本のライン上に分布した
電気信号(電圧または電流)によって表わされる。ファ
ジィ情報はファジィ集合(またはメンバーシップ関数)
といいかえることでき,ファジィ集合(メンバーシップ
関数)は複数の要素(変数)に対応するグレード(関数
値)の集合である。
There are n signal lines l 1 , l 2 , l 3 ,..., l i ,..., l n−1 , l n , and the fuzzy information is an electric signal (voltage or current) distributed on these n lines. ). Fuzzy information is a fuzzy set (or membership function)
The fuzzy set (membership function) is a set of grades (function values) corresponding to a plurality of elements (variables).

第2図にファジィ情報の一例が示されている。ファジ
ィ集合の要素(またはメンバーシップ関数の変数)をx
で表わし,これは離散的な値x1,x2,x3,…,xi,…,xn-1,x
nをとるものとする。この要素(または変数)x1〜xn
複数の信号ラインl1〜lnによって具現化される。そして
これらの要素に対応するグレード(変数に対応する関数
値)μ123,…,μi,…,μn-1はこれらのラ
インl1〜ln上に表われるアナログ電圧または電流信号に
よって表わされる。
FIG. 2 shows an example of fuzzy information. Let the elements of the fuzzy set (or the variables of the membership function) be x
, Which are discrete values x 1 , x 2 , x 3 , ..., x i , ..., x n-1 , x
Let n be taken. The element (or variable) x 1 ~x n is embodied by a plurality of signal lines l 1 to l n. The grade corresponding to these elements (function value corresponding to the variable) μ 1, μ 2, μ 3, ..., μ i, ..., μ n-1, μ n is on these lines l 1 to l n Represented by an analog voltage or current signal appearing.

以下の議論ではグレードμ〜μが電圧によって表
わされるものとする。したがって回路上においてはグレ
ードμ〜μを表わす電圧も便宜的にμ〜μで表
現する。
In the following discussion it is assumed that grade μ 1n is represented by a voltage. Voltage representing the grade μ 1n in the circuit thus also expressed in convenience μ 1n.

このファジィ情報の重心CG(x軸上の位置)は次式で
与えられる。
The center of gravity CG (position on the x-axis) of this fuzzy information is given by the following equation.

第(1)式から分るように重心CGを求めるためには乗
算,加算および除算(割算)が必要である。第1図の重
心決定回路によると乗算と除算を用いることなく加算の
みで重心CGが求められる。
Multiplication, addition and division (division) are required to find the center of gravity CG as can be seen from equation (1). According to the center of gravity determination circuit of FIG. 1, the center of gravity CG is obtained only by addition without using multiplication and division.

第(1)式は次のように変形される。 Equation (1) is modified as follows.

第(2)式の分母が1になるようにkを調整すれば重
心CGは次式で表わされることとなる。
If k is adjusted so that the denominator of the equation (2) becomes 1, the center of gravity CG is represented by the following equation.

第1図において,ファジィ情報を表わす電圧μが分
布したn本の信号ラインliは可変係数アレイ5の入力側
に接続されている。電圧μを係数k倍する演算(kμ
)は可変係数アレイ5によって実行される。
In FIG. 1, n signal lines l i on which a voltage μ i representing fuzzy information is distributed are connected to the input side of the variable coefficient array 5. Coefficient k multiplying calculates voltage μ i (kμ
i ) is performed by the variable coefficient array 5.

可変係数アレイ5の出力(kμ)(i=1〜n)は
重み付き加算回路2に与えられる。重み付き加算回路2
は第(3)式の右辺の演算 (kμ)xiを行なって重心CGを表わす電圧信号を出力
するものである。
The output (kμ 1 ) (i = 1 to n) of the variable coefficient array 5 is given to the weighted addition circuit 2. Weighted addition circuit 2
Is the operation on the right side of equation (3) (Kμ 1 ) x i to output a voltage signal representing the center of gravity CG.

可変係数アレイ5の出力(kμ)(i=1〜n)は
また単純加算回路3に入力する。この単純加算回路3は
第(2)式の分母 (kμ)の演算を行ない,その演算結果を表わす出力
は電圧調整回路(比較器または差動回路)4の一方の入
力端子に入力する。
The output (kμ 1 ) (i = 1 to n) of the variable coefficient array 5 is also input to the simple addition circuit 3. This simple addition circuit 3 is a denominator of the formula (2). The calculation of (kμ i ) is performed, and an output representing the calculation result is input to one input terminal of a voltage adjustment circuit (comparator or differential circuit) 4.

電圧調整回路4の他方の入力端子にはファジィ情報に
おけるグレード1に相当する電圧が与えられている。フ
ァジィ情報を表わす個々のグレードは0〜1の範囲の連
続的な値をとりうる。この電圧調整回路4の出力信号に
よって,単純加算回路3の出力が常に1となるように可
変係数アレイ5における係数kが調整される。
The other input terminal of the voltage adjusting circuit 4 is supplied with a voltage corresponding to grade 1 in the fuzzy information. Individual grades representing fuzzy information can take on continuous values in the range of 0-1. The coefficient k in the variable coefficient array 5 is adjusted by the output signal of the voltage adjustment circuit 4 so that the output of the simple addition circuit 3 always becomes 1.

第3図は重み付き加算回路2の具体的構成例を示して
いる。演算増幅器41の入力側に並列に接続された抵抗
R1,R2,R3,…,Ri,…,Rn-1,Rnを通して可変係数アレイ5
の出力kμ1,kμ2,kμ3,…,kμi,…,kμn-1,kμが入
力する。演算増幅器41には帰還抵抗Rfが設けられてい
る。
FIG. 3 shows a specific configuration example of the weighted addition circuit 2. A resistor connected in parallel to the input side of the operational amplifier 41
Variable coefficient array 5 through R 1 , R 2 , R 3 , ..., R i , ..., R n-1 , R n
Output kμ 1, kμ 2, kμ 3 , ..., kμ i, ..., kμ n-1, kμ n inputs. The operational amplifier 41 is provided with a feedback resistor Rf .

したがって演算増幅器41の出力電圧V0は次式で与えら
れる。
Therefore, the output voltage V 0 which operational amplifier 41 is given by the following equation.

V0=−[(Rf/R1)kμ +(Rf/R2)kμ+… +(Rf/Ri)kμ+… +(Rf/Rn)kμ] …(4) Rf/Ri=xi …(5) と置けば第(4)式は次のように簡略化される。V 0 = − [(R f / R 1 ) kμ 1 + (R f / R 2 ) k μ 2 + ... + (R f / R i ) k μ 1 + ... + (R f / R n ) k μ n ] (4) R f / Ri = x i (5) Equation (4) is simplified as follows.

これは上述した第(3)式と実質的に同じである。マ
イナスの符号は単に電圧の反転を示すもので,必要なら
ばさらに反転(増幅)回路を接続して正の値とすればよ
い。
This is substantially the same as Equation (3) described above. The minus sign simply indicates the inversion of the voltage, and if necessary, an inversion (amplification) circuit may be connected to make the value positive.

第(5)式からも分るように,信号ラインliの配列位
置によって具現化されるファジィ情報(メンバーシップ
関数)の要素(変数)xiは,重み付き加算回路2では入
力側の抵抗Riによって表現されかつ実現される。
The (5) As can be seen from the equation, elements (variable) x i of the fuzzy information, as embodied by the sequence position of the signal line l i (membership function) is the weighted addition circuit 2, input-side resistor It is represented by R i and is realized.

単純加算回路3は,第3図に示す重み付き加算回路の
構成において,入力側の抵抗Ri(i=1〜n)をすべて
等しい値に設定することにより実現されるのは容易に理
解できよう。
It can be easily understood that the simple addition circuit 3 is realized by setting all the input-side resistors R i (i = 1 to n) to the same value in the configuration of the weighted addition circuit shown in FIG. Like.

可変係数アレイ5は種々の手段で実現することができ
る。たとえば電圧調整回路4の出力電圧によって増幅度
kが可変な増幅回路を各ラインに設けることによっても
実現できるし,重み付き加算回路2と単純加算回路3の
入力抵抗(R1〜Rn等)を同時に同じように変えることに
よっても実現されよう。さらに第4図に示すように帰還
抵抗に代えてMOS FETを用いることもできる。
The variable coefficient array 5 can be realized by various means. For example a variable amplification circuit amplification factor k is the output voltage of the voltage regulator circuit 4 to be realized by providing each line, the input resistance of the simple addition circuit 3 and the weighted addition circuit 2 (R 1 ~R n, etc.) Can be realized by changing the same at the same time. Further, as shown in FIG. 4, a MOS FET can be used instead of the feedback resistor.

第4図において,重み付き加算回路2は演算増幅器41
と複数の入力抵抗R1〜Rnと帰還抵抗としてのnMOS FETQ
1とから構成されている。また単純加算回路3は,演算
増幅器42と,同じ値の複数の入力抵抗Rと帰還抵抗とし
て用いられるnMOS FETQ2とから構成されている。これ
らのMOS FETQ1,Q2は電圧調整回路4の出力電圧VCによ
って制御されることによりそのソース/ドレイン間抵抗
が変化するので,これらの加算回路2,3のゲインk1,k2
変わり,単純加算回路3の出力を常に1とすることがで
きる。MOS FETのドレイン特性の直線性のよいところを
利用することが好ましい。この実施例では,第(2)式
は次のように表現される。
In FIG. 4, the weighted addition circuit 2 includes an operational amplifier 41.
NMOS FETs Q as a feedback resistor and a plurality of input resistors R 1 to R n
Consists of one and the other. The simple addition circuit 3 includes an operational amplifier 42, and a nMOS FETs Q 2 Metropolitan used as a feedback resistor and a plurality of input resistors R of the same value. Since these MOS FETs Q 1 and Q 2 are controlled by the output voltage V C of the voltage adjusting circuit 4 to change the resistance between the source and the drain, the gains k 1 and k 2 of these adding circuits 2 and 3 are changed. Instead, the output of the simple addition circuit 3 can always be 1. It is preferable to use the good linearity of the drain characteristic of the MOS FET. In this embodiment, equation (2) is expressed as follows.

さらに入力抵抗R1〜Rn,RをMOS FETによって置換えて
もよい。この場合はとくにIC化に好適である。
Further, the input resistors R 1 to R n and R may be replaced by MOS FETs. In this case, it is particularly suitable for IC.

[第2実施例] 次に,ファジィ・メンバーシップ関数発生回路(MF
G)および/またはファジィ・メンバーシップ関数(MF
C)のグレードを調整することにより第(2)式の分母
を1にする実施例について説明する。
Second Embodiment Next, a fuzzy membership function generating circuit (MF
G) and / or fuzzy membership functions (MF
An embodiment will be described in which the denominator of equation (2) is set to 1 by adjusting the grade of C).

この実施例の説明に先だち,ファジィ処理回路(ファ
ジィ・コンピュータおよびファジィ・コントローラを含
む)について説明する。
Prior to the description of this embodiment, a fuzzy processing circuit (including a fuzzy computer and a fuzzy controller) will be described.

(1)ファジィ推論ならびにファジィ・コンピュータお
よびファジィ・コントローラの概念 人間の経験則を最も単純化して, 「もしxがAならば,yはBである」 (If x is A,then y is B) という命題で表現することができる。ここで,「もしx
がAならば」は前件部(antecedent),「yはBであ
る」は後件部(consequent)と呼ばれる。AやBが,
「背が高い」「年老いた人」,「正の小さな値」等のあ
いまいな言語情報であるならば,これらは上述したよう
にメンバーシップ関数によって特徴づけることが可能で
ある。すなわち,A,Bはファジィ集合である(後述する具
体的な回路の説明では,A,B等はメンバーシップ関数を表
わす電圧信号を示す)。
(1) Fuzzy inference and concepts of fuzzy computers and fuzzy controllers The simplest rule of thumb is that if x is A, then y is B. (If x is A, then y is B) It can be expressed by the proposition. Here, "If x
"If A" is called an antecedent, and "y is B" is called a consequent. A and B
If it is ambiguous linguistic information such as "tall", "elderly person", "positive small value", etc., these can be characterized by the membership function as described above. That is, A and B are fuzzy sets (in the description of a specific circuit described later, A and B etc. indicate voltage signals representing a membership function).

上記の命題は簡単に x=A → y=B と表現される。 The above proposition is simply expressed as x = A → y = B.

人間は,前件部および後件部にファジィ表現を含む推
論をしばしば行なう。このタイプの推論は古典的なブー
ル論理を用いては満足に実行し得ない。
Humans often make inferences that include fuzzy expressions in the antecedent and consequent parts. This type of reasoning cannot be performed satisfactorily using classical Boolean logic.

次のような形式の推論を考える。 Consider the following form of reasoning:

インプリケーション(implication): x=A→y=B プレミス(premise): x=A′ 結論(conclusion): y=B′ この推論の形式,すなわちインプリケーションが存在
するときに,与えられたプレミスから結論を推論するこ
とを「一般化されたモーダス・ポネンス(generalized
modus ponens)」という。
Implication: x = A → y = B Premise: x = A ′ Conclusion: y = B ′ The form of this inference, that is, from the given premises when implication exists Inferring the conclusion is "generalized Modus Ponens (generalized
modus ponens).

次のように,多数のインプリケーション・ルールが存
在することもある。
There may be a number of implication rules:

プレミス: x=A′ 結 論: y=B′ 多数のインプリケーションはelse(さもなければ)ま
たはand(かつ)で連結(connective)されている。
Premise: x = A ' conclusion: y = B' Many implications are connective else (or otherwise) or and.

「AからBへのファジィ関係(fuzzy relation from
A to B)」という概念を考え,これをRABと表わす(以
下,単にRと略す)。
"Fuzzy relation from A to B
A to B) ", and this is represented as R AB (hereinafter simply abbreviated as R).

一般に A={a1,a2,…,ai,…,am} B={b1,b2,…,bj,…,bn} としたとき,AからBへのファジィ関係Rは で表わされる。Generally A = {a 1, a 2 , ..., a i, ..., a m} B = {b 1, b 2, ..., b j, ..., b n} when the fuzzy relation from A to B R is Is represented by

ファジィ関係を表わす演算については後述する。A,
Bをメンバーシップ関数と考えると,上式はメンバーシ
ップ関数をサンプリングしてベクトルで記述した場合に
相当する。
The calculation representing the fuzzy relation will be described later. A,
When B is considered as a membership function, the above equation corresponds to a case where the membership function is sampled and described as a vector.

1つのインプリケーション・ルール(x=A→y=
B)に対して,プレミス(x=A′)が与えられたとき
に,これらから結論(y=B′)を推論する場合の「推
論合成規則(compositional rule of inference)」
は,ファジィ関係Rを用いて次のように表わされる。
One implication rule (x = A → y =
B), when premises (x = A ') are given, a "compositional rule of inference" when inferring a conclusion (y = B') from these.
Is expressed as follows using the fuzzy relation R.

bj=(rijai′) (1) ={(aibj)ai′} (2) ファジィ関係を表わす演算は種々提案されている。
詳しくはMasaharu Mizumoto and Hans−Jurgen Zimmerm
ann,“Comparison of Fuzzy Reasoning Methods,"Fuzzy
Sets and Systems Vol.8,No.3,pp.253−283,(1982)
を参照。
b j = (r ij ai ′) (1) = {(a i b j ) a i ′} (2) Various operations representing a fuzzy relation have been proposed.
See Masaharu Mizumoto and Hans-Jurgen Zimmerm for details
ann, “Comparison of Fuzzy Reasoning Methods,” Fuzzy
Sets and Systems Vol.8, No.3, pp.253-283, (1982)
See

既に提案された代表的なファジィ関係には次のような
ものがある。
Typical fuzzy relations already proposed include the following.

rij=ai∧bj MIN演算規則 rij=(ai∧bj)∨(1−ai) MAX規則 rij=1∧(1−ai∧bj) 算術規則 上記のMIN演算規則が最もよく知られており,産業的
な応用においてその有効性も証明されているので,以下
に述べる具体的な回路例ではMIN演算規則を採用する。
しかしながら,他の多くの演算規則も適用可能であるの
はいうまでもない。
r ij = a i ∧b j MIN calculation rule r ij = (a i ∧b j ) ∨ (1-a i ) MAX rule r ij = 1∧ (1-a i ∧b j ) Arithmetic rule The above MIN operation Since the rules are best known and have proven their effectiveness in industrial applications, the MIN operation rules are used in the specific circuit examples described below.
However, it goes without saying that many other arithmetic rules are also applicable.

上式における*の演算(すなわちとの演算)にも
種々の演算が提案されている。たとえばMIN/MAX演算,
代数積/MAX演算を用いるもの等々である。以下に述べる
具体的な回路例では,最もよく使用されているMIN/MAX
演算を*の演算として用いる。すなわち,の演算とし
てMAX演算を,としてMIN演算を採用する。
Various operations have been proposed for the operation of * in the above equation (that is, the operation with). For example, MIN / MAX operation,
Some use an algebraic product / MAX operation. In the specific circuit example described below, the most commonly used MIN / MAX
The operation is used as the operation of *. That is, the MAX operation is adopted as the operation and the MIN operation is adopted as the operation.

したがって,推論合成規則による結論bj′は,*演算
としてMIN/MAX演算を用い,ファジィ関係としてMIN演算
規則を用いると,次のように表わされる。
Therefore, the conclusion b j ′ according to the inference synthesis rule is expressed as follows when the MIN / MAX operation is used as the * operation and the MIN operation rule is used as the fuzzy relation.

上式から,ファジィ推論エンジンまたはファジィ推論
合成回路は主要にMIN回路およびMAX回路を用いて構成さ
れることが理解されよう。
From the above equation, it can be understood that the fuzzy inference engine or the fuzzy inference synthesizing circuit is mainly configured by using the MIN circuit and the MAX circuit.

ファジィ・コンピュータおよびファジィ・コントロー
ラの構成について説明する前にメンバーシップ関数につ
いて若干説明しておく。
Before describing the configuration of the fuzzy computer and the fuzzy controller, the membership function will be described briefly.

メンバーシップ関数は,一般的には,第5図(A)に
その一例が示されているように,曲線で表現されること
が多い。しかし,曲線で表現されるべきかどうかはメン
バーシップ関数にとって本質的なことではない。メンバ
ーシップ関数のより重要な特徴は,それが0〜1までの
連続的な値をとるということである。
Generally, the membership function is often represented by a curve as shown in FIG. 5 (A). However, whether it should be represented by a curve is not essential to the membership function. A more important feature of the membership function is that it takes a continuous value from 0 to 1.

他方,回路設計上の観点からいうと,第5図(B)に
MF1,MF2で示されているように,メンバーシップ関数を
直線の折線で表現する方が取扱いが容易であり,少数の
パラメータでメンバーシップ関数を特徴づけることがで
き,さらに設計も簡単となる。しかも,メンバーシップ
関数を折線で表わしても,上記の特徴が失なわれること
はない。
On the other hand, from the viewpoint of circuit design, FIG.
As shown by MF 1 and MF 2 , it is easier to handle the membership function by expressing it as a straight broken line, the membership function can be characterized by a small number of parameters, and the design is simpler. Become. Moreover, even if the membership function is represented by a broken line, the above characteristics are not lost.

基本的には実線で第5図(B)に示される三角形状の
メンバーシップ関数MF1,および鎖線で示される台形状の
メンバーシップ関数MF2が考えられる。三角形状のメン
バーシップ関数MF1は関数μ(x)=ピーク値P(ピー
ク値=1とは限らない)のときの変数xの値xL(これを
ラベルという)および勾配によって特徴づけられる。台
形状のメンバーシップ関数MF2は,基本的には,その上
底の中心を表わす変数xL(これもラベルという)と勾配
によって特徴づけられる。
Basically, a triangular membership function MF 1 shown by a solid line in FIG. 5B and a trapezoidal membership function MF 2 shown by a chain line are considered. Membership function MF 1 triangular is characterized by the value x L and slope (called a label) of the variable x when the function mu (x) = peak value P (not necessarily the peak value = 1). Membership function MF 2 trapezoidal is basically characterized by a gradient with variable x L representing the center of the upper base (also called label).

なお,メンバーシップ関数μ(x)の変数x,後に出て
くる関数μ(y)の変数yは,上述した推論形式のx,y
とは同じ記号が用いられているが,相互に特に関連性は
ない。この明細書ではこのような記号を使う習慣にした
がうものとする。
The variable x of the membership function μ (x) and the variable y of the function μ (y) appearing later are x, y in the above-described inference form.
The same symbols are used as, but are not particularly related to each other. This specification follows the convention of using such symbols.

第5図(C)に示すように変数(x)が小さいところ
では関数μ(x)が1の値をとり,ある変数xLにおいて
関数μ(x)が一定の勾配で下降し遂には0となる関数
MF3(これをZ関数という),およびこのZ関数と逆の
変化をたどる関数MF4(これをS関数という)もある。
その他,種々の形のメンバーシップ関数が考えられる。
Where a variable as shown in FIG. 5 (C) (x) is small functions mu (x) takes the value of 1, eventually in some variable x L functions mu (x) is lowered at a constant gradient 0 Function
There is also a function MF 3 (this is called a Z-function) and a function MF 4 (this is called an S-function) that follows the change opposite to this Z-function.
In addition, various forms of membership functions are conceivable.

上述のメンバーシップ関数は種々の形態で具現化され
る。一例を挙げると,第6図に示すように,複数本(た
とえば25本)の信号ラインl上に分布した電気信号(電
圧または電流であるがここでは電圧信号のみを考える)
で表わすことである。メンバーシップ関数μ(x)の変
数は離散的な値をとり,各信号ラインにこれらの変数が
割当てられる。割当てられた変数に対応して信号ライン
には番号(第6図では1〜25)が付けられている。複数
本の信号ラインは一種のバスを構成している。ラベルxL
はピーク電圧が現われる信号ラインの番号で表わされ
る。
The membership functions described above may be embodied in various forms. As an example, as shown in FIG. 6, electric signals distributed on a plurality of (for example, 25) signal lines 1 (voltage or current, but here only voltage signals are considered)
Is represented by The variables of the membership function μ (x) take discrete values, and these variables are assigned to each signal line. Signal lines are numbered (1 to 25 in FIG. 6) corresponding to the assigned variables. The plurality of signal lines constitute a kind of bus. Label x L
Is represented by the number of the signal line where the peak voltage appears.

第7図は第6図に示すバス・ライン上に分布したメン
バーシップ関数を用いて演算を行なうパラレル・タイプ
のファジィ・コンピュータであって1つのインプリケー
ションが存在する場合に適用されるファジィ・コンピュ
ータの概念を示している。ファジィ・コンピュータは,
第6図に示すバス・ライン上に分布したメンバーシップ
関数A,A′,Bをそれぞれ出力する3つのメンバーシップ
関数発生回路11,12,13,およびこれらの回路11,12,13の
出力信号が与えられ,上述したモーダス・ポネンスのフ
ァジィ推論演算(具体的にはたとえば第(3−1),
(3−2)式)を行ない,その推論結果B′を出力する
ファジィ推論エンジン14から構成される。メンバーシッ
プ関数発生回路11,12,13には出力されるべきメンバーシ
ップ関数を規定するラベルLA,LA′,LBがそれぞれ与えら
れる。ファイジィ・コンピュータから確定的な結果,す
なわち非ファジィ出力を得ることが必要であればファジ
ィ推論エンジン14の後段にデファジファイア15が接続さ
れる。
FIG. 7 is a parallel type fuzzy computer which performs an operation using the membership functions distributed on the bus lines shown in FIG. 6 and which is applied when one implication exists. Shows the concept of Fuzzy computers are
Three membership function generating circuits 11, 12, 13 for respectively outputting membership functions A, A ', B distributed on the bus lines shown in FIG. 6, and output signals of these circuits 11, 12, 13 Is given, and the above-mentioned Modus-Ponens fuzzy inference operation (specifically, for example, (3-1),
(3-2), and a fuzzy inference engine 14 for outputting the inference result B '. The membership function generating circuits 11, 12, and 13 are provided with labels LA, LA ', and LB that specify the membership functions to be output. If it is necessary to obtain a deterministic result from the fuzzy computer, ie a non-fuzzy output, a fuzzy inference engine 14 is followed by a defuzzifier 15.

上述のファジィ推論エンジン14の構成例が第9図に示
されている。これは第(3−2)式で表わされる演算を
行なうものである。それぞれm本の信号ライン上に分布
したメンバーシップ関数A,A′を表わす電圧がC−MIN回
路(コレスポンデンスMIN回路)21に与えられ,ここでa
i∧ai′(i=1〜m)のMIN演算が行なわれる。C−MI
N回路21は2入力1出力のMIN回路をm個含むものであ
る。C−MIN回路21のm個の出力電圧はE−MAX回路(ア
ンサンブルMAX回路)22に入力する。このE−MAX回路22
の出力は を表わす。E−MAX回路はm個の入力信号のアンサンブ
ルMAX演算を行なうものである。E−MAX回路22の出力は
トランケーティング入力aとしてトランケーション回路
23に与えられる。他方,トランケーション回路23にはn
本の信号ライン上に分布したファジィ・メンバーシップ
関数Bを表わす電圧(bj,j=1〜n)が入力している。
トランケーション回路23はC−MIN回路において一方の
入力をすべて共通にした回路である。結局,トランケー
ション回路23で最終的に第(3−2)式の演算が行なわ
れ,n本の出力ライン上に分布したアナログ電圧bj′の集
合としてのファジィ推論の結果B′を得ることができ
る。
FIG. 9 shows an example of the configuration of the fuzzy inference engine 14 described above. This performs the operation represented by the equation (3-2). Voltages representing membership functions A and A 'distributed on m signal lines are applied to a C-MIN circuit (correspondence MIN circuit) 21 where a
The MIN operation of i ∧a i ′ (i = 1 to m) is performed. C-MI
The N circuit 21 includes m MIN circuits having two inputs and one output. The m output voltages of the C-MIN circuit 21 are input to an E-MAX circuit (ensemble MAX circuit) 22. This E-MAX circuit 22
The output of Represents The E-MAX circuit performs an ensemble MAX operation on m input signals. The output of the E-MAX circuit 22 is used as a truncation input a
Given to 23. On the other hand, the truncation circuit 23 has n
Voltages (b j , j = 1 to n) representing the fuzzy membership function B distributed on the signal lines are input.
The truncation circuit 23 is a circuit in which one input is all common in the C-MIN circuit. After all, finally the (3-2) operation expression is performed in truncation circuit 23, to obtain a 'result B of the fuzzy inference as a set of' analog voltages distributed on n output lines b j it can.

第8図はr個のインプリケーションが存在する場合に
有効なパラレル・タイプのファジィ・コンピュータの概
念を示している。3つのメンバーシップ関数発生回路11
〜13とファジィ推論エンジン14とからなるセットがr個
設けられる。メンバーシップ関数発生回路に与えられる
ラベルLA,LBにはインプリケーションごとに添字1〜r
が付されている。これらのセットごとにメンバーシップ
関数発生回路12を設ける必要はなく,1個の回路12をすべ
てのセットで共用することができる。インプリケーショ
ンの連結(elseまたはalso)はMAX回路16で実現され
る。すなわち,すべてのファジィ推論エンジン14の出力
はMAX回路16に与えられ,MAX回路16から最終的な推論結
果B′が得られる。もちろん,連結をMAX以外の演算で
実行してもよい。
FIG. 8 shows the concept of a fuzzy computer of the parallel type which is effective when there are r implications. Three membership function generators 11
There are provided r sets of .about.13 and a fuzzy inference engine 14. Labels LA and LB given to the membership function generating circuit have subscripts 1 to r for each implication.
Is attached. There is no need to provide a membership function generating circuit 12 for each of these sets, and one circuit 12 can be shared by all sets. The connection (else or also) of the implications is realized by the MAX circuit 16. That is, the outputs of all the fuzzy inference engines 14 are supplied to the MAX circuit 16, from which the final inference result B 'is obtained. Of course, concatenation may be performed by an operation other than MAX.

理解を助けるために上述したファジィ推論エンジン14
で実行されるファジィ推論の一例として第(3−2)式
にしたがう推論を図式的に表わしたのが第10図である。
ここでは複数(r個)のインプリケーショがあることを
前提とする。また三角形状のメンバーシップ関数が示さ
れている。第(3−2)式ではメンバーシップ関数A,
A′B等がファジィ集合の要素ai,ai′,bj等を用いて表
現されているが,第10図では横軸を変数xまたはyとし
て関数μ(x)またはμ(y)で表現されている。
Fuzzy inference engine 14 described above to aid understanding
FIG. 10 schematically shows the inference according to the equation (3-2) as an example of the fuzzy inference executed in the above.
Here, it is assumed that there are a plurality (r) of implementations. Also, a triangular membership function is shown. In equation (3-2), the membership function A,
A'B etc. are represented using the elements a i , a i ', b j etc. of the fuzzy set, but in FIG. 10 the function μ (x) or μ (y) is set with the horizontal axis as a variable x or y. Is represented by

第10図の最上段左側のグラフを参照して,メンバーシ
ップ関数A1とA′のMIN演算結果A1∧A′が斜線で示さ
れている。このMIN演算結果の最大値a max1(第9図に
示すトランケーティング入力a)が求められる。第10図
最上段中央にはメンバーシップ関数B1が示され,この関
数B1と上記最大値a max1とのMIN演算結果が斜線S1で示
されている。この斜線の部分S1が1つのインプリケーシ
ョンについての推論結果であり,1つのファジィ推論エン
ジン14またはファジィ推論合成回路34から出力される。
Referring to the upper left graph in FIG. 10, the MIN operation results A1∧A ′ of the membership functions A1 and A ′ are indicated by oblique lines. The maximum value a max1 (truncating input a shown in FIG. 9) of the MIN operation result is obtained. The Fig. 10 top central membership functions B1 are shown, MIN operation result of this function B1 and the maximum value a max1 is indicated by hatching S 1. The hatched portion S 1 is a inference result for one implication, it is outputted from one fuzzy inference engine 14 or fuzzy inference synthesis circuit 34.

他のインプリケーションについても同様の手法で推論
が行なわれる。それらの推論結果がS2,Srで表わされて
いる。
Inferences are made for other implications in a similar manner. The inference results are represented by S 2 and S r .

これらの推論結果のMAX演算(回路16)の結果B′が
第10図の右側に表わされている。この推論結果を非ファ
ジィ化(デファジファイ)する手法には多くのものが提
案されているが,その1つにこの発明の主題である重心
法がある。この方法によると重心yWは yW=∫μ(y)・y dy/∫μ(y)dy によって求められる。すなわち,ハッチングで示した面
積を左右に2分するy座標を求めることである。このよ
うにして求められたyWがデファジファイア15から確定値
として出力される。
The result B 'of the MAX operation (circuit 16) of these inference results is shown on the right side of FIG. Many techniques have been proposed to defuzzify (defuzzify) the inference result, and one of them is the centroid method, which is the subject of the present invention. According to this method, the center of gravity y W is determined by y W = ∫μ (y) ・ dy / ∫μ (y) dy. That is, the y coordinate which divides the area shown by hatching into two right and left is obtained. The thus obtained y W is output from the defuzzifier 15 as a fixed value.

上述したファジィ・コンピュータにおけるファジィ推
論エンジンおよびファジィ推論合成回路はいずれもイン
プリケーションの前件部に1つのファジィ命題のみが存
在する推論を行なうものであるが,次に示すように,イ
ンプリケーションの前件部に2つのファジィ命題を含む
推論が必要となることがある。これが拡張ファジィ推論
と呼ばれるものである。インプリケーションの前件部は
「かつ/または(and/or)」によって結合されている。
「かつ(and)」または「または(or)」のいずれか一
方が選択される。
Both the fuzzy inference engine and the fuzzy inference synthesizing circuit in the fuzzy computer described above perform inference that only one fuzzy proposition exists in the antecedent part of the implication. An inference involving two fuzzy propositions in the subject part may be required. This is called extended fuzzy inference. The antecedent parts of the implication are connected by "and / or".
Either "and" or "or" is selected.

インプリケーション: xがAでかつ/またはyがBならば,zはCである (If x is A and/or y is B,then z is C)プレミス:xはA′でかつ/またはyはB′である 結論:zはC′である。Implication: If x is A and / or y is B, then z is C (If x is A and / or y is B, then z is C) Premise: x is A 'and / or y is Conclusion that is B ' : z is C'.

これは次のように記号で表現される。 This is represented symbolically as follows:

インプリケーション: x=A and/or y=B→z=Cプレミス:x=A′ and/or y=B′ 結論: z=C′ パラレル・タイプのファジィ・コンピュータにおける
拡張ファジィ推論は,拡張ファジィ推論エンジンによっ
て実行される。拡張推論エンジンの概念が第11図に示さ
れている。入力はメンバーシップ関数A,B,C,A′および
B′,ならびに「かつ/または」の結合を選択するため
の結合選択cである。出力は結果を表わすメンバーシッ
プ関数C′となる。メンバーシップ関数A,A′はm本の
信号ライン上に分布した電圧によって,B,B′はm′本の
信号ライン上に分布した電圧によって,Cはn本の信号ラ
イン上に分布した電圧によってそれぞれ表わされる。
Implication: x = A and / or y = B → z = C premises: x = A ′ and / or y = B ′ Conclusion: z = C ′ Extended fuzzy inference in a parallel type fuzzy computer is based on extended fuzzy Performed by the inference engine. The concept of the extended inference engine is shown in FIG. Inputs are membership functions A, B, C, A 'and B', and a join selection c for selecting a join of "and / or". The output is a membership function C 'representing the result. The membership functions A and A 'are the voltages distributed on m signal lines, B and B' are the voltages distributed on m 'signal lines, and C is the voltage distributed on n signal lines. Respectively represented by

第12図はこの拡張された推論エンジンの構成を示して
おり,これは第9図に示す基本的な推論エンジンの構成
を若干修正することによって得られる。メンバーシップ
関数AとA′との間でC−MIN演算が行なわれ(C−MIN
回路21A),その結果を表わすm個の電圧のE−MAX演算
が行なわれる(E−MAX回路22A)。メンバーシップ関数
BとB′とについてもC−MIN,E−MAXの演算が行なわれ
る(C−MIN回路21B,E−MAX回路22B)。結合「かつ(an
d)」はこの実施例ではMIN演算によって,「または(o
r)」はMAX演算によってそれぞれ実現される。この結合
の演算と選択が容易に可能となるように,コントロール
ドMIN−MAX回路24が用いられる。コントロールドMIN−M
AX回路24は,結合選択入力信号cのレベル(HかLか)
に応じてMIN演算機能とMAX演算機能とを切換えることが
できるものである。2つのE−MAXの演算結果はこのコ
ントロールドMIN−MAX回路24に入力する。そして,「か
つ」か「または」を選択するための結合選択入力信号c
がコントロールドMIN−MAX回路24の制御入力として与え
られる。メンバーシップ関数Cはトランケーション回路
23に与えられ,そのトランケーティング信号としてコン
トロールドMIN−MAX回路24の出力aが与えられる。トラ
ンケーション回路23から結論C′を表わすファジィ・メ
ンバーシップ関数の電圧分布が得られる。
FIG. 12 shows the configuration of the extended inference engine, which can be obtained by slightly modifying the configuration of the basic inference engine shown in FIG. A C-MIN operation is performed between the membership functions A and A '(C-MIN
The circuit 21A) performs an E-MAX operation on the m voltages representing the result (E-MAX circuit 22A). The C-MIN and E-MAX calculations are also performed on the membership functions B and B '(C-MIN circuit 21B and E-MAX circuit 22B). The combination "and (an
In this embodiment, “d)” is calculated by “MIN”
r) ”are each realized by the MAX operation. A controlled MIN-MAX circuit 24 is used so that calculation and selection of this connection can be easily performed. Controlled MIN-M
The AX circuit 24 determines the level (H or L) of the coupling selection input signal c.
Can be switched between the MIN operation function and the MAX operation function in accordance with. The results of the two E-MAX calculations are input to the controlled MIN-MAX circuit 24. And a connection selection input signal c for selecting "and" or "or"
Is provided as a control input of the controlled MIN-MAX circuit 24. Membership function C is a truncation circuit
23, and the output a of the controlled MIN-MAX circuit 24 is provided as a truncating signal. From the truncation circuit 23, the voltage distribution of the fuzzy membership function representing the conclusion C 'is obtained.

次にファジィ・コントローラの概念について説明す
る。
Next, the concept of the fuzzy controller will be described.

一般にコントローラは制御対象から得られる制御量を
入力とし,所望の制御をするために制御対象に対して操
作量を出力する。制御量,操作量のいずれも確定的な値
である。ファジィ・コントローラもまた確定的な値を入
力とし,ファジィ推論を行なった上で確定的な値を出力
する。これに対してインプリケーションの前件部に1つ
のファジィ命題がある場合を例としていえば,上述のフ
ァジィ・コンピュータにおいては入力はファジィ集合ま
たはメンバーシップ関数A′で与えられ,ファジィ集合
またはメンバーシップ関数B′(場合によっては確定
値)を出力する。
In general, a controller receives a control amount obtained from a control target and outputs an operation amount to the control target in order to perform desired control. Both the control amount and the operation amount are deterministic values. The fuzzy controller also receives a deterministic value as input, performs fuzzy inference, and outputs a deterministic value. On the other hand, as an example, there is one fuzzy proposition in the antecedent part of the implication. In the above-mentioned fuzzy computer, the input is given by a fuzzy set or membership function A ', and the fuzzy set or membership function is given. The function B ′ (determined value in some cases) is output.

ファジィ・コントローラにおけるファジィ推論を第10
図との対比の上で,1つのインプリケーション(制御則)
の場合(前件部のファジィ命題も1つ)について,グラ
フ的に表わすと第13図に示すようになる。メンバーシッ
プ関数AとBとを含むインプリケーションに対して,確
定値xAを与えたときのファジィ推論結果は斜線で示す
B′となる。この推論結果を非ファジィ化することによ
り確定的な推論結果BW′が得られることになる。
Fuzzy Reasoning in Fuzzy Controller No. 10
One implication (control law) in comparison with the figure
In the case of (there is also one fuzzy proposition in the antecedent part), it is graphically represented as shown in FIG. Relative implications including the membership functions A and B, fuzzy inference result when given definite value x A is the B 'indicated by hatching. By defuzzifying the inference result, a definite inference result B W ′ is obtained.

インプリケーション(制御則)の前件部に2つのファ
ジィ命題をもつ場合について示したのが第14図である。
インプリケーションの前件部における2つのメンバーシ
ップ関数A,Bに対してそれぞれ確定値xA,yBを与えたとき
の関数値aA,aBのMINまたはMAX(結合andまたはorに対
応)がとられ,この演算結果aMとメンバーシップ関数C
とのMIN演算結果がファジィ推論結果(斜線で示す
C′)となる。この推論結果C′を非ファジィ化するこ
とにより確定的な推論結果CW′が得られる。
FIG. 14 shows a case where there are two fuzzy propositions in the antecedent part of the implication (control rule).
MIN or MAX of the function values a A and a B when the definite values x A and y B are given to the two membership functions A and B in the antecedent part of the implication (corresponding to the combination and or or) And the result of the operation a M and the membership function C
Is the fuzzy inference result (C 'indicated by oblique lines). By defuzzifying the inference result C ', a definite inference result CW ' is obtained.

複数のインプリケーション(制御則)が存在しかつ各
インプリケーションの前件部に2つのファジィ命題をも
つファジィ推論に適用される,バス・ライン上に分布し
たファジィ・メンバーシップ関数を用いるパラレル・タ
イプのファジィ・コントローラの一構成例が第15図に示
されている。第8図およびそのファジィ推論エンジンを
示す第12図と対比しながら説明する。
Parallel type using fuzzy membership functions distributed on bus lines, applied to fuzzy inference with multiple implications (control rules) and two fuzzy propositions in the antecedent of each implication One configuration example of the fuzzy controller is shown in FIG. This will be described in comparison with FIG. 8 and FIG. 12 showing the fuzzy inference engine.

制御則は次のように表わされる。 The control law is expressed as follows.

インプリケーション: 制御則1 x=A1 and/or y=B1 →z=C1 制御則2 x=A2 and/or y=B2 →z=C2 …… 制御則r x=Ar and/or y=Br →z=Crプレミス: x=xA and/or y=yB 結 論: z=C′ ファジィ推論エンジン14はファジィ推論合成回路14a
に置きかえられている。2つの入力は確定値xA,xBで与
えられるから,バス・ライン上に分布したメンバーシッ
プ関数を発生する回路11,12等は不要となり,それに代
えてメンバーシップ関数回路31a,31bが設けられる。各
制御則ごとにこれらのファジィ推論合成回路14a,メンバ
ーシップ関数回路31a,31b等が設けられ,かつメンバー
シップ関数回路31a,31bのラベルLA,LBに制御則の番号に
対応して添字が付けられている。以下,制御則1を代表
例として述べる。
Implication: control law 1 x = A1 and / or y = B1 → z = C1 control law 2 x = A2 and / or y = B2 → z = C2 ... control law r x = Ar and / or y = Br → z = Cr premises: x = x A and / or y = y B Conclusion: z = C 'The fuzzy inference engine 14 is a fuzzy inference synthesis circuit 14a.
Has been replaced. Since the two inputs is given by definite values x A, x B, circuits 11 and 12 or the like for generating a membership function distributed over the bus line is not required, the membership function circuit 31a, 31b is provided in place of it Can be A fuzzy inference synthesis circuit 14a, membership function circuits 31a, 31b, etc. are provided for each control law, and the labels LA, LB of the membership function circuits 31a, 31b are provided with subscripts corresponding to the control law numbers. Have been. Hereinafter, control law 1 will be described as a representative example.

メンバーシップ関数回路31a,31bは入力変数xA,xBに対
応したメンバーシップ関数値μA1(xA),μB1(yB)を
出力するものである。これらの回路31a,31bの出力はMIN
またはMAX回路24aに与えられる。このMINまたはMAX回路
24aはコントロールドMIN−MAX回路24に対応するもの
で,この回路24と置きかえてもよい。回路24aの出力が
トランケーティング入力aM1となる。一方,メンバーシ
ップ関数C1をバス・ライン(複数本の信号線)上に現わ
れる電圧分布として発生するメンバーシップ関数発生回
路13の出力がトランケーション回路23に与えられ,aM1
のMIN演算が行なわれ,このMIN演算結果がC1′である。
Membership function circuits 31a, 31b are input variables x A, the membership function values corresponding to x B μ A1 (x A) , and outputs mu B1 a (y B). The output of these circuits 31a and 31b is MIN
Or it is given to the MAX circuit 24a. This MIN or MAX circuit
24a corresponds to the controlled MIN-MAX circuit 24, and may be replaced with this circuit 24. The output of the circuit 24a becomes the truncating input a M1 . On the other hand, the output membership function generator circuit 13 for generating a membership function C1 as a voltage distribution appearing on the bus line (plurality of signal lines) is applied to the truncation circuit 23, MIN operation and a M1 is carried out , The result of this MIN operation is C 1 ′.

(r−1)個の制御則について同じようにC2′〜Cr
が得られ,それらのMAX演算結果(MAX回路16)がファジ
ィ推論結果C′となり,非ファジィ化される結果CW′が
得られる。
Similarly, for the (r-1) control rules, C 2 ′ to C r
Are obtained, the MAX operation result (MAX circuit 16) becomes the fuzzy inference result C ', and the defuzzified result C W ' is obtained.

(2)重心決定回路 第16図は第7図に示すファジィ・コンピュータに対し
てこの発明による重心決定回路を適用した例を示してい
る。メンバーシップ関数発生回路11〜13に代えて,グレ
ード・コントローラブル・メンバーシップ関数発生回路
(以下GC−MFGという)11GC〜13GCが用いられている。
またデファジファイア15の具体例として,重み付き加算
回路2および単純加算回路3を含む重心決定回路が用い
られている。GC−MFGは,その具体的構成を後述するよ
うに,与えられる制御電圧Vcに応じて発生するメンバー
シップ関数を表わす電圧分布の電圧(グレード)が変化
するものである。この制御電圧Vcは電圧調整回路4から
発生する。そして,単純加算回路3の出力が常に1とな
るように(すなわち第(2)式の分母が1になるよう
に)電圧調整回路4から制御電圧Vcが出力され,GC−MFG
11GC〜13GCに与えられる。重み付き加算回路2からは推
論結果の重心を表わす確定値(非ファジィ出力)が得ら
れる。
(2) Center-of-gravity determining circuit FIG. 16 shows an example in which the center-of-gravity determining circuit according to the present invention is applied to the fuzzy computer shown in FIG. Instead of the membership function generating circuits 11 to 13, grade controllable membership function generating circuits (hereinafter referred to as GC-MFG) 11GC to 13GC are used.
As a specific example of the defuzzifier 15, a center-of-gravity determining circuit including a weighted adding circuit 2 and a simple adding circuit 3 is used. GC-MFG, as described below the specific configuration, in which the voltage of the voltage distribution representing a membership function generated in response to the control voltage V c applied (grade) is changed. The control voltage V c is generated by the voltage adjustment circuit 4. Then, the simple output of the adder circuit 3 is always to be 1 (i.e. the (2) equation as the denominator is 1) the control voltage V c from the voltage adjusting circuit 4 is output, GC-MFG
Given to 11GC-13GC. From the weighted addition circuit 2, a definite value (non-fuzzy output) representing the center of gravity of the inference result is obtained.

この考え方は第8図,第11図,第12図に示すファジィ
・コンピュータにも適用可能であるのはいうまでもな
い。
Needless to say, this concept can be applied to the fuzzy computers shown in FIGS. 8, 11 and 12.

第17図は第15図に示すファジィ・コントローラにこの
発明による重心決定回路を適用したものである。ここで
はMAX回路16は省略され,1つのインプリケーション・ル
ールを処理する回路のみが図示されているが,MAX回路16
を含む複数のインプリケーションに対するファジィ・コ
ントローラにも適用可能であるのはいうまでもない。メ
ンバーシップ関数回路31a,31bのメンバーシップ関数の
ピーク値(グレード)を制御するグレード制御回路51が
設けられている。そして,電圧調整回路4の出力制御電
圧Vcがこのグレード制御回路51およびGC−MFG 13GCに与
えられ,単純加算回路3の出力が常に1となるように,
メンバーシップ関数回路31a,31bおよびGC−MFG 13GCの
メンバーシップ関数のグレードが調整される。グレード
制御回路51とメンバーシップ関数回路31aまたは31bとの
組合せをグレード・コントローラブル・メンバーシップ
関数回路(GC−MFC)という。
FIG. 17 shows an example in which the center-of-gravity determining circuit according to the present invention is applied to the fuzzy controller shown in FIG. Here, the MAX circuit 16 is omitted, and only the circuit that processes one implication rule is shown.
It is needless to say that the present invention can also be applied to a fuzzy controller for a plurality of applications including. A grade control circuit 51 for controlling the peak value (grade) of the membership function of the membership function circuits 31a and 31b is provided. As the output control voltage V c of the voltage adjusting circuit 4 is given to the grade control circuit 51 and GC-MFG 13GC, the output of the simple addition circuit 3 is always 1,
The grades of the membership functions of the membership function circuits 31a and 31b and the GC-MFG 13GC are adjusted. The combination of the grade control circuit 51 and the membership function circuit 31a or 31b is called a grade controllable membership function circuit (GC-MFC).

(3)GC−MFGおよびGC−MFC 次にGC−MFGおよびGC−MFCの具体例について述べる。(3) GC-MFG and GC-MFC Next, specific examples of GC-MFG and GC-MFC will be described.

第18図において,GC−MFG 73は,複数の信号ライン上
に所定の電圧分布を発生する電圧分布発生回路74,発生
した電圧分布を所定の出力信号ライン上に送り出すため
のスイッチ・アレイ75および与えられるラベルを表わす
コードを解読してスイッチ・アレイ75のスイッチを制御
するデコーダ76から構成されている。電圧分布発生回路
74から発生する電圧分布の形はあらかじめ定められてい
るが,この電圧分布の出力信号ライン上の位置がデコー
ダ76の出力によって制御されるスイッチ・アレイ75によ
って変化させられる。したがって,与えられたラベルに
対応したメンバーシップ関数を表わす電圧分布が出力ラ
インに現われる。電圧分布発生回路74で発生する電圧分
布のグレード(電圧値)がグレード制御信号Vcによって
調整される。
In FIG. 18, a GC-MFG 73 includes a voltage distribution generating circuit 74 for generating a predetermined voltage distribution on a plurality of signal lines, a switch array 75 for sending out the generated voltage distribution on a predetermined output signal line, and It comprises a decoder 76 which decodes a code representing a given label and controls the switches of the switch array 75. Voltage distribution generator
The shape of the voltage distribution generated from 74 is predetermined, but the position of this voltage distribution on the output signal line is varied by a switch array 75 controlled by the output of decoder 76. Therefore, a voltage distribution representing the membership function corresponding to the given label appears on the output line. Grade voltage distribution generated by the voltage distribution generator circuit 74 (voltage value) is adjusted by the grade control signal V c.

以下にいくつかのGC−MFGの具体例について説明する
が,ここでは7種類のメンバーシップ関数が発生する。
これらのメンバーシップ関数のラベルを上述したNL,NM,
NS,ZR,PS,PMおよびPLとする。ここでNはNegativeを,P
はPositiveを,ZRはzeroを,LはLargeを,MはMediumを,Sは
Smallをそれぞれ表わしている。また,メンバーシップ
関数の変数の領域における点の数(ファジィ集合の要素
の数に対応)は25に制限されているものとする。したが
って,メンバーシップ関数発生回路の出力端子は25個で
ある。
Some specific examples of GC-MFG will be described below. Here, seven types of membership functions are generated.
Label these membership functions with NL, NM,
NS, ZR, PS, PM and PL. Where N is Negative, P
Is Positive, ZR is zero, L is Large, M is Medium, S is
Each represents Small. It is also assumed that the number of points (corresponding to the number of elements of the fuzzy set) in the variable area of the membership function is limited to 25. Therefore, the membership function generator has 25 output terminals.

第19図および第20図は,スイッチ・アレイとしてスイ
ッチ・マトリクスを使用したGC−MFGの例を示してい
る。第19図において,GC−MFGの0〜24まで番号が付けら
れた出力端子の下方に,これらの出力端子から出力され
る7種類のメンバーシップ関数が図示されている。
FIG. 19 and FIG. 20 show examples of GC-MFG using a switch matrix as a switch array. In FIG. 19, below the output terminals numbered from 0 to 24 of the GC-MFG, seven types of membership functions output from these output terminals are illustrated.

出力されるファジィ・メンバーシップ関数の値は,簡
単のために4レベルに量子化されている。この4レベル
は,0,Vc1,Vc2,Vc3=Vcであり,制御電圧Vcの最大値はた
とえば5Vである。これらの4つのレベルの電圧は電圧分
布発生回路74Aにおいてつくられる。この回路74Aは直列
に接続された3個の抵抗71を含み,この抵抗回路に制御
電圧Vcが印加され,抵抗71の接続点の電圧がVc1,Vc2
なる。したがって,Vc1=Vc/3,Vc2=2Vc/3となる。この
電圧分布発生回路74Aから第19図で斜めに引かれた5本
の電圧ラインVLがのびており,中央のラインには電圧V
c3が,その両側のラインには電圧Vc2が,最も外側の2
本のラインには電圧Vc1がそれぞれ与えられている。
The output value of the fuzzy membership function is quantized into four levels for simplicity. The four levels are 0, V c1, V c2, V c3 = V c, the maximum value of the control voltage V c is, for example, 5V. These four levels of voltages are generated in voltage distribution generating circuit 74A. The circuit 74A comprises three resistors 71 connected in series, the control voltage V c to the resistance circuit is applied, the voltage at the connection point of the resistor 71 is V c1, V c2. Therefore, V c1 = V c / 3, V c2 = 2V c / 3. Five voltage lines VL, which are obliquely drawn in FIG. 19, extend from the voltage distribution generating circuit 74A, and a voltage V
c3 , the voltage Vc2 on the lines on both sides, and the outermost 2
Each of the lines is supplied with a voltage Vc1 .

デコーダ76Aは1オブ8デコーダである。このデコー
ダ76Aにはラベルを表わす3ビット(c1,c2,c3)のバイ
ナリィ信号が入力している。デコーダ76Aはこの入力信
号の表わすコードに応じて8つの出力端子のいずれかに
Hレベルの信号を出力する。8つの出力端子は,指定な
しおよび上述の7種類のラベルに対応している。たとえ
ば,入力コード信号が000のときには指定なしの出力端
子に,001のときにはNLの出力端子にそれぞれHレベルの
信号が出力される。これらの出力端子からは,指定なし
の出力端子を除いて,第19図に水平なラインで示された
信号ラインSLがのびている。
The decoder 76A is a 1-of-8 decoder. A 3-bit (c 1 , c 2 , c 3 ) binary signal representing a label is input to the decoder 76A. Decoder 76A outputs an H-level signal to one of eight output terminals according to the code represented by the input signal. The eight output terminals correspond to no designation and the seven types of labels described above. For example, when the input code signal is 000, an H level signal is output to an unspecified output terminal, and when the input code signal is 001, an H level signal is output to an NL output terminal. From these output terminals, signal lines SL indicated by horizontal lines in FIG. 19 extend except for output terminals not specified.

スイッチ・マトリクス75Aにおいて,電圧ラインVLと
信号ラインSLの所定の交差点から25の出力端に出力ライ
ンOLがのびている。これらの交差点に小さな正方形で示
された記号75aは,第20図に示されているように,電圧
ラインVLと出力ラインOLとの間に設けられかつ信号ライ
ンSLの電圧によってオン,オフ制御されるスイッチであ
り,たとえばMOS FETで構成される。1本の出力ラインO
Lに2つ以上のスイッチ75aを設けてももちろんよい。各
出力ラインOLはその出力端子側において抵抗75bをそれ
ぞれ介して接地されている。
In the switch matrix 75A, an output line OL extends from a predetermined intersection of the voltage line VL and the signal line SL to 25 output terminals. Symbols 75a indicated by small squares at these intersections are provided between the voltage line VL and the output line OL and are turned on and off by the voltage of the signal line SL as shown in FIG. The switch is composed of, for example, a MOS FET. One output line O
Of course, L may be provided with two or more switches 75a. Each output line OL is grounded on its output terminal side via a resistor 75b.

以上の構成において,あるメンバーシップ関数のラベ
ルがデコーダ76Aに与えられると,信号ラインSLのうち
そのラベルに対応するものにH(イネーブル)レベルの
信号が現われ,その信号ラインに設けられたスイッチ75
aがオンとなる。この結果,オンとなったスイッチ75aを
通して電圧分布発生回路74Aの各電圧が出力ラインOLを
経て対応する出力端子に現われるので,上記のメンバー
シップ関数を表わす電圧分布が出力されることになる。
そして,出力されるメンバーシップ関数のグレードは制
御電圧Vcによって変えられる。
In the above configuration, when a label of a certain membership function is given to the decoder 76A, an H (enable) level signal appears on a signal line SL corresponding to the label, and a switch 75 provided on the signal line is provided.
a turns on. As a result, each voltage of the voltage distribution generating circuit 74A appears at the corresponding output terminal via the output line OL through the switch 75a that is turned on, so that the voltage distribution representing the membership function is output.
The grade of the membership function outputted is varied by a control voltage V c.

第21図および第22図は,スイッチ・アレイとしてパス
・トランジスタ・アレイ75Bを用いたGC−MFGを示してい
る。
FIGS. 21 and 22 show a GC-MFG using a pass transistor array 75B as a switch array.

電圧分布発生回路74Bは,メンバーシップ関数を11の
レベルに量子化するために,10個の直列抵抗71からなる
分圧回路を有し,この分圧回路に制御電圧Vcが印加され
る。アース端子および抵抗の接続点にはファジィ真理値
電圧0,Vc1=Vc/10,Vc2=2Vc/10,…,Vc9=9Vc/10,Vc10
Vcが現われ,これらはファジィ真理値0,1/10,…,9/10お
よび1にそれぞれ対応する。これらの電圧Vc1〜Vc10
また制御電圧Vcによって可変である。またこの発生回路
74Bはラベル=ZRのメンバーシップ関数の値がプログラ
ムされたPROMを備えている。このPROMには,上記電圧源
およびグランドに接続された電源ラインVLと,パス・ト
ランジスタ・アレイ75Bを経て出力端子まで接続された
出力ラインOLとが設けられている。PROMは上下の2層の
Al層よりなり,第1層に出力ラインOLが,第2層に電源
ラインVLがそれぞれ形成されている。これら上下の2層
は絶縁層たとえば光感性ポリイミドによって絶縁されて
いる。これらの層の交叉点にスルーホールを形成するこ
とによってメンバーシップ関数の形がプログラムされ
る。スルーホールはマスクROM技術を用いて形成するこ
とができるので,任意の形のメンバーシップ関数がプロ
グラムできる。ラインVLとラインOLとの結節点を示す黒
丸がスルーホールを示している。スルーホールが形成さ
れている点においてラインVLとラインOLとが接続され,
ファジィ真理値電圧がパス・トランジスタ・アレイ75B
に転送される。2つのラインVLとOLの結節点をフィール
ドROM技術,すなわち高電圧を印加することによって所
望の交点を絶縁破壊することによって短絡するようにし
てもよい。
Voltage distribution generator circuit 74B, in order to quantize the membership functions at the level of 11, has a voltage dividing circuit consisting of ten series resistors 71, the control voltage V c is applied to the voltage divider circuit. Ground terminal and the fuzzy truth value voltage to the connection point of the resistors 0, V c1 = V c / 10, V c2 = 2V c / 10, ..., V c9 = 9V c / 10, V c10 =
Appears V c, these fuzzy truth value 0,1 / 10, ..., corresponding respectively to the 9/10 and 1. These voltages V c1 ~V c10 is also variable by a control voltage V c. Also this generation circuit
The 74B has a PROM programmed with the value of the label = ZR membership function. This PROM is provided with a power supply line VL connected to the voltage source and the ground, and an output line OL connected to an output terminal via a pass transistor array 75B. PROM has two layers, upper and lower
An output line OL is formed in a first layer, and a power supply line VL is formed in a second layer. These upper and lower two layers are insulated by an insulating layer such as photosensitive polyimide. By forming through holes at the intersections of these layers, the shape of the membership function is programmed. Since the through-holes can be formed using mask ROM technology, any form of membership function can be programmed. A black circle indicating a node between the line VL and the line OL indicates a through hole. The line VL and the line OL are connected at the point where the through hole is formed,
Fuzzy truth voltage is pass transistor array 75B
Is forwarded to The node between the two lines VL and OL may be short-circuited by field ROM technology, that is, by applying a high voltage to break down the desired intersection.

パス・トランジスタ・アレイ75Bは,電圧分布発生回
路74Bからのびた出力ラインOL,デコーダ76Bの7つの出
力端子に接続された信号ラインSL,これらのラインの交
点の電圧を左または右に4ディジットまたは8ディジッ
ト分だけシフトさせるための斜めのラインBL,ならびに
信号ラインSLと出力ラインOLおよび斜めラインBLとの交
点にそれぞれ設けられ,かつ信号ラインSLの電圧によっ
て制御されるスイッチング素子,PMOS FET 75cから構成
されている。このスイッチング素子75cの接続の様子は
第22図に示されている。デコーダ76Bに接続された7本
の信号ラインSLまたはそれらのラインによって制御され
るスイッチング素子の列をそれぞれスイッチ列S1,S2,…
S7とする。S1〜S7はこれらのラインSL上の信号をさすと
きもある。
The pass transistor array 75B outputs the output line OL extending from the voltage distribution generating circuit 74B, the signal line SL connected to the seven output terminals of the decoder 76B, and the voltage at the intersection of these lines to the left or right by four digits or eight. Includes a diagonal line BL for shifting by the digit, a switching element provided at the intersection of the signal line SL with the output line OL and the diagonal line BL, and a PMOS FET 75c controlled by the voltage of the signal line SL. Have been. The manner of connection of the switching element 75c is shown in FIG. The seven signal lines SL connected to the decoder 76B or the columns of the switching elements controlled by those lines are respectively referred to as switch columns S 1 , S 2 ,.
And S 7. S 1 to S 7 sometimes refer to signals on these lines SL.

スイッチ列S1は電圧分布発生回路74Bにプログラムさ
れたメンバーシップ関数を4ディジット左にシフトし,
スイッチ列S3,S4およびS6は4ディジット右に,8ディジ
ット左に,および8ディジット右にそれぞれシフトす
る。スイッチ列S2およびS5はプログラムされたメンバー
シップ関数を右または左にシフトするものではなく,そ
れを出力端子に直接に送り出す。スイッチ列S7は接地さ
れたスイッチ・アレイであって,このスイッチS7がオ
ン,他のスイッチS1〜S6がオフのときにすべての出力端
子をグランド・レベルに落とす。
Switch array S 1 shifts the membership functions programmed in the voltage distribution generator circuit 74B to 4 digits left,
The switch rows S 3 , S 4 and S 6 are shifted four digits to the right, eight digits to the left, and eight digits to the right. Switch array S 2 and S 5 is not to shift the programmed membership function to the right or left, directly sends the output terminal thereof. Switch array S 7 is a switch array, which is grounded, dropping the switch S 7 is turned on, all the output terminals to the ground level when the other switch S 1 to S 6 is turned off.

メンバーシップ関数のラベルと信号S1〜S7のバイナリ
ィ・レベルとの関係が第23図に示されている。デコーダ
76Bは,入力する3ビットのバイナリィ信号c1,c2,c3(0
Vまたは+5V)を第23図に示すテーブルにしたがって7
ビットのバイナリィ信号S1〜S7(−5V「Lレベル」また
は+5V「Hレベル」)に変換するものであり,具体的に
は第24図に示されるようにNANDゲート77とインバータ78
との組合せから構成される。
The relationship between the label of the membership function and the binary level of the signals S 1 -S 7 is shown in FIG. decoder
76B is a 3-bit binary signal c 1 , c 2 , c 3 (0
V or +5 V) according to the table shown in FIG.
The binary signals S 1 to S 7 are converted to binary signals S 1 to S 7 (−5 V “L level” or +5 V “H level”). Specifically, as shown in FIG.
It consists of a combination with

たとえば,入力したラベルがPLの場合には,スイッチ
列S3とS6がオンになる。電圧分布発生回路74Bにプログ
ラムされたメンバーシップ関数は,スイッチ列S3を通し
て4ディジット右にシフトされ,さらにスイッチ列S6
通して8ディジット右にシフトされる。したがって,プ
ログラムされたメンバーシップ関数は12ディジット右に
シフトされ,出力端子に現われるメンバーシップ関数は
PL(正の大きな値)となる。
For example, the label you entered is in the case of PL, the switch rows S 3 and S 6 are turned on. Membership function programmed in the voltage distribution generator circuit 74B is shifted through the switch row S 3 to 4 digits right, is further shifted to the 8 digit right through the switch row S 6. Thus, the programmed membership function is shifted right by 12 digits, and the membership function appearing at the output terminal is
PL (large positive value).

第21図において,電圧分布発生回路74Bのグランド・
レベルに接続されたラインVLには,中央の25本の出力ラ
インOLに加えて,その左右において各12本ずつの出力ラ
インOLに平行なラインと斜めラインBLとが接続され,こ
れらのラインと信号ラインSLとの交点にスイッチ列S1,S
2,S3,S4,S6が設けられている。これは,プログラムされ
たメンバーシップ関数がどのようにシフトされようと,
グランド・レベルの信号を出力端子に確実に出力させる
ようにするためのものである。
In FIG. 21, the ground distribution of the voltage distribution generation circuit 74B
The line VL connected to the level is connected to the center 25 output lines OL, and to the left and right, 12 lines each parallel to the output line OL and the oblique line BL are connected. At the intersection with the signal line SL, the switch rows S 1 and S
2 , S 3 , S 4 and S 6 are provided. This means that no matter how the programmed membership function is shifted,
This is to ensure that the ground level signal is output to the output terminal.

パス・トランジスタ・アレイ75Bはファジィ真理値電
圧(0〜5V)を減衰させることなく出力端子に通さなけ
ればならない。通常のPMOS回路では,もしファジィ真理
値電圧がPMOS FETのスレシホールド電圧よりも低いとき
には,PMOS FETは,ゲート電圧VG(デコーダの出力)が0
Vであれば,完全なオン状態にはならない。PMOS FETが
完全にオン状態となるようにするために,VGを−5V程度
にする必要がある。このために,上述したようにデコー
ダ76Bは−5V(L),+5V(H)をとる出力を発生する
ように構成されている。このような出力信号S1〜S7を発
生する第24図のデコーダを構成するNANDゲート77の一例
が第25図に示されている。
Pass transistor array 75B must pass the fuzzy truth voltage (0-5V) to the output terminal without attenuating. In a normal PMOS circuit, if the fuzzy truth value voltage is lower than the threshold voltage of the PMOS FET, the PMOS FET has a gate voltage V G (output of the decoder) of 0.
If it is V, it will not be completely on. To ensure that PMOS FET is fully on, there is a need to a V G to -5V about. To this end, as described above, the decoder 76B is configured to generate an output that takes -5V (L) and + 5V (H). An example of a NAND gate 77 constituting the decoder of Figure 24 for generating such an output signal S 1 to S 7 are shown in FIG. 25.

上述の説明では,ファジィ・メンバーシップ関数は山
形ないしは三角形状のものとして示されている。しかし
ながら,メンバーシップ関数としては種々のものが考え
られるし,必要に応じて異なる形のものを選択できるよ
うにしておくことが好ましい。
In the above description, the fuzzy membership functions are shown as chevron or triangular. However, various types of membership functions are conceivable, and it is preferable that a different type can be selected as needed.

第26図は,第19図に示されるタイプのGC−MFGに主に
適用可能な電圧分布発生回路であって,ファジィ・メン
バーシップ関数形を選択できるようにした回路を示して
いる。制御電圧Vcによって制御される分圧電圧Vc1〜Vc4
が現われる結節点に接続された電圧ラインVLに,山形な
いしは三角形状のファジィ・メンバーシップ関数形を表
わす電圧分布を出力するように結線された出力ラインOL
1と,台形状の関数形を表わす電圧分布を出力するよう
に結線された出力ラインOL2とが設けられている。これ
らのラインOL1,OL2にはそれぞれスイッチング素子,NMOS
FET 70A,70Bが接続され,これらのスイッチング素子の
出力側においてラインOL1,OL2は出力端子に接続される
出力ラインOLに接続されている。スイッチング素子70B
は選択信号csによって直接に,素子70Aはインバータ79
を介してそれぞれ制御される。
FIG. 26 shows a voltage distribution generating circuit mainly applicable to a GC-MFG of the type shown in FIG. 19, wherein a fuzzy membership function type can be selected. The partial pressure is controlled by a control voltage V c voltage V c1 ~V c4
The output line OL is connected to the voltage line VL connected to the node where appears, so as to output a voltage distribution representing a fuzzy membership function form of a mountain or triangle shape.
1 and an output line OL2 connected to output a voltage distribution representing a trapezoidal function form. These lines OL1 and OL2 have switching elements and NMOS
FETs 70A and 70B are connected, and lines OL1 and OL2 are connected to an output line OL connected to an output terminal on the output side of these switching elements. Switching element 70B
The directly by the selection signal c s, elements 70A inverter 79
Respectively.

選択信号csがLレベルの場合にはスイッチング素子70
Aがオンとなって,山形ないしは三角形状のメンバーシ
ップ関数形を表わす電圧が出力ラインOLに出力される。
逆に信号csがHレベルの場合には素子70Bがオンとなる
ので台形の関数形を表わす電圧が出力される。このよう
にして,ファジィ・メンバーシップ関数形を選択するこ
とが可能となる。
When the selection signal c s is at the L level, the switching element 70
When A is turned on, a voltage representing a chevron or triangular membership function form is output to the output line OL.
Conversely, when the signal cs is at the H level, the element 70B is turned on, so that a voltage representing a trapezoidal function is output. In this way, it is possible to select the fuzzy membership function form.

第26図の回路において,FET 70A,70Bのスレシホールド
値電圧をVTH(通常1V程度)とすれば,これらのFETを制
御する選択信号csのバイナリィ・レベルは,LレベルがV
TH以下,HレベルがVTH+5V以上であればよい。ここで5V
は,制御電圧Vcの最大電圧である。
In the circuit of Figure 26, if FET 70A, the thread hold value voltage 70B and V TH (usually about 1V), Bainaryi-level selection signal c s to control these FET is, L level V
It suffices if it is below TH and the H level is above V TH + 5V. Where 5V
Is the maximum voltage of the control voltage V c.

電圧分布発生回路における発生電圧の分布形,すなわ
ちファジィ・メンバーシップ関数形は,上述した2つの
形のみならず,3つ以上の形をあらかじめ作成しておいて
これらのうちから1つを選択できるようにすることもで
きる。また,関数形の選択は第21図に示すGC−MFGにも
適用可能であるのはいうまでもない。
As for the distribution form of the generated voltage in the voltage distribution generation circuit, that is, the fuzzy membership function form, not only the above-mentioned two forms, but also three or more forms can be prepared in advance and one of them can be selected. You can also do so. It goes without saying that the selection of the function form is also applicable to the GC-MFG shown in FIG.

電圧分布発生回路は複数のライン上に分布した電圧信
号を発生する。したがって,1つの電圧分布発生回路の出
力電圧を複数のスイッチ・アレイ75に与えることが可能
である。第27図は,1つの電圧分布発生回路74と,この出
力電圧が与えられる複数のスイッチ・アレイ75とを含む
GC−MFGを示している。各スイッチ・アレイ75はそれぞ
れのデコーダ76によって駆動される。各デコーダ76には
同じまたは異なるラベルのコード信号が与えられる。し
たがって,このGC−MFGからは複数の同じまたは異なる
メンバーシップ関数を表わす電圧分布を得ることができ
る。しかもこれらの複数のメンバーシップ関数のグレー
ドを制御電圧Vcによって等しくかつ同時に制御できる。
The voltage distribution generating circuit generates voltage signals distributed on a plurality of lines. Therefore, it is possible to apply the output voltage of one voltage distribution generating circuit to a plurality of switch arrays 75. FIG. 27 includes one voltage distribution generating circuit 74 and a plurality of switch arrays 75 to which the output voltage is applied.
GC-MFG is shown. Each switch array 75 is driven by a respective decoder 76. Each decoder 76 is provided with a code signal of the same or different label. Therefore, a plurality of voltage distributions representing the same or different membership functions can be obtained from the GC-MFG. Moreover equal and can be controlled simultaneously by grade control voltage V c of the plurality of membership functions.

次にGC−MFCの具体例について第28図を参照して説明
する。メンバーシップ関数回路31a,31bは電圧で表わさ
れたメンバーシップ関数を発生するので,それらのラベ
ルLA1,LB1は電圧で与えられ(これらのラベル電圧をそ
れぞれVLA,VLBとする),入力xA,yBも電圧信号で与えら
れる(入力電圧信号をそれぞれVx,Yyとする)。メンバ
ーシップ関数回路31a,31bは上述した三角形状のメンバ
ーシップ関数MF1を表わす電圧信号を出力するものであ
る。2つのメンバーシップ関数回路31aと31bは全く同じ
構成であるから一方の回路31aについて説明する。メン
バーシップ関数回路31aは2つの差動回路61,62を含んで
いるので,まずこれらの回路の動作について差動回路62
を例にとって第29図および第30図を参照して説明する。
Next, a specific example of GC-MFC will be described with reference to FIG. Membership function circuit 31a, since 31b generates a membership function represented by voltages, their labels LA 1, LB 1 is given by the voltage (V these labels voltages respectively LA, and V LB) , the input x a, y B also provided with a voltage signal (an input voltage signal, respectively V x, and Y y). Membership function circuits 31a, 31b is to output a voltage signal representative of the triangular membership function MF 1 described above. Since the two membership function circuits 31a and 31b have exactly the same configuration, only one circuit 31a will be described. Since the membership function circuit 31a includes two differential circuits 61 and 62, the operation of these circuits will be described first.
An example will be described with reference to FIGS. 29 and 30.

第29図において,差動回路62は2つのトランジスタQ
61,Q62を含んでおり,これらのトランジスタのエミッタ
間には可変抵抗R22が接続されている。一方のトランジ
スタQ61のベース(これがメンバーシップ関数回路の入
力端子となる)には入力電圧VXが与えられ,他方のトラ
ンジスタQ62のベースにはラベルを表わす電圧VLAが与え
られる。電流Iが電流源Q54によって両トランジスタ
Q61,Q62のエミッタに供給されている。
29, the differential circuit 62 has two transistors Q
61 includes a Q 62, the variable resistor R 22 is connected between the emitters of these transistors. Based one transistor Q 61 (which is the input terminal of the membership function circuit) is supplied with an input voltage V X, the base of the other transistor Q 62 is given a voltage V LA representing a label. Current I is applied to both transistors by current source Q 54
It is supplied to the emitter of Q 61, Q 62.

トランジスタQ61に流れる電流をI61,トランジスタQ62
に流れる電流をI62とすると,第30図(A)に示すよう
に,Vx<VLAのときにはトランジスタQ62にI62=Iの電流
が流れ,トランジスタQ61には電流は流れない(I61
0)。入力電圧VXがラベルVLA以上になると,トランジ
スタQ62の電流I62は直線的に減少し,トランジスタQ61
に流れる電流I61が0から直線的に増大していく。そし
てVx=VLA+R22Iになったときに,I62=0,I61=Iとな
り,これ以上に大きいVxの領域においてはこの状態に保
たれる。
I 61 the current flowing through the transistor Q 61, the transistor Q 62
When the current flowing to the I 62, as shown in Figure 30 (A), when the V x <V LA current of the transistor Q 62 I 62 = I flows, no current flows through the transistor Q 61 ( I 61 =
0). When the input voltage V X is equal to or greater than the label V LA, the current I 62 of the transistor Q 62 is linearly reduced, the transistor Q 61
The current I 61 flowing through increases linearly from zero. And when it is V x = V LA + R 22 I, I 62 = 0, I 61 = I , and the in the region of more large V x is maintained in this state.

電流ミラーCM2が設けられ,この電流ミラーはトラン
ジスタQ62に流れる電流I62によって駆動される。電流ミ
ラーCM2の出力側に抵抗RLが接続され,この抵抗RLに現
われる電圧を電圧x2とする。電圧x2はx2=I62RLで与え
られるので,この電圧x2は入力電圧Vxの変化に対して第
30図(B)に実線で示すように変わる。電圧x2が直線的
に変化する部分の勾配は−RL/R22で与えられる。したが
って,抵抗R22の値を変えることによってこの勾配を変
えることができる。
Current mirror CM 2 is provided, this current mirror is driven by the current I 62 flowing through the transistor Q 62. The output side of the current mirror CM 2 resistor R L is connected to the voltage appearing at the resistor R L and voltage x 2. Since the voltage x 2 is given by x 2 = I 62 R L, the voltage x 2 is the relative change in the input voltage V x
It changes as shown by the solid line in FIG. Gradient of the portion where the voltage x 2 changes linearly is given by -R L / R 22. Therefore, it is possible to change this gradient by varying the value of resistor R 22.

第28図において,もう1つの差動回路61も差動回路62
と同じ構成である。入力電圧Vxが与えられるトランジス
タQ51およびラベル電圧VLAが与えられるトランジスタQ
52に流れる電流をそれぞれI51,I52とすると,これらの
電流は入力電圧Vxに対して第30図(C)に示すように変
化する。
In FIG. 28, another differential circuit 61 is also a differential circuit 62.
It has the same configuration as. Transistor Q, the transistor Q 51 and the label voltage V LA input voltage V x is given is given
When the current flowing through the 52 and I 51, I 52, respectively, these current changes as shown in Figure 30 with respect to the input voltage V x (C).

電流ミラーCM1はトランジスタQ51に流れる電流I51
よって駆動される。電流ミラーCM1の出力側に接続され
た抵抗RLには電流I51が流れるから,この抵抗RLで降下
される電圧x1はx1=I51RLとなる。入力電圧Vxに対する
電圧x1の変化を示すグラフが第30図(D)の実線であ
る。電圧x1が直線的に増加する部分の勾配はRL/R21で与
えられる。抵抗R21は差動回路61の2つのトランジスタQ
51とQ52のエミッタ間に接続された抵抗であり,この抵
抗R21の値を変えることにより上記勾配が変化する。
Current mirror CM 1 is driven by the current I 51 flowing through the transistor Q 51. Since the current flows I 51 is connected to the resistor R L to the output side of the current mirror CM 1, the voltage x 1 is lowered by the resistor R L is the x 1 = I 51 R L. Graph showing changes in voltage x 1 with respect to the input voltage V x is the solid line in Figure 30 (D). Gradient of the portion voltage x 1 is increases linearly is given by R L / R 21. Two transistors Q of the resistor R 21 is a differential circuit 61
51 and a resistor connected between the emitters of Q 52, the gradient is changed by changing the value of this resistor R 21.

メンバーシップ関数回路31aには2入力のMIN回路が含
まれている。上述した電圧x1,x2はMIN回路を構成するト
ランジスタQ11,Q12のベースに与えられる。これらのト
ランジスタQ11,Q12のエミッタに現われる出力電圧V
A(μ)は電圧x1とx2のMIN演算結果であり,そのグラ
フが第30図(E)に実線で示されている。出力電圧VA
入力電圧VXに対して三角形状に変化し,三角形状のメン
バーシップ関数MF1を表わす。そして,ピーク値に対応
する入力電圧がラベル電圧VLAである。また抵抗R21また
はR22によって,たとえば第5図(B)にSL1,SL2で示す
ように,勾配が変えられる。
The membership function circuit 31a includes a two-input MIN circuit. The voltages x 1 and x 2 described above are applied to the bases of the transistors Q 11 and Q 12 constituting the MIN circuit. The output voltage V appearing at the emitters of these transistors Q 11 and Q 12
A (mu A) is a MIN operation result of the voltage x 1 and x 2, the graph is shown by the solid line in Figure 30 (E). The output voltage V A is changed to a triangular shape with respect to the input voltage V X, representing the triangular membership function MF 1. The input voltage corresponding to the peak value is the label voltage VLA . Also by the resistor R 21 or R 22, as shown by SL 1, SL 2, for example FIG. 5 (B), gradient is changed.

他のメンバーシップ関数回路31bからも同じように,
設定されたラベル電圧VLBの下で入力電圧Vyに対応した
メンバーシップ関数値(μ)を表わす出力電圧VBが得
られる。
Similarly, from the other membership function circuits 31b,
Under the set label voltage V LB , an output voltage V B representing a membership function value (μ B ) corresponding to the input voltage V y is obtained.

MIN回路24a(ファジィ推論合成回路14aに含まれてい
る,第15図参照)は,ワイヤードOR63と電流源64とを含
む。そして,上記のメンバーシップ関数回路31a,31bの
出力電圧VA,VBがワイヤードOR63に与えられる。ワイヤ
ードOR63の出力がaM1(aM)に対応するMIN演算結果を表
わす電圧VMとなる。
The MIN circuit 24a (included in the fuzzy inference synthesis circuit 14a, see FIG. 15) includes a wired OR 63 and a current source 64. Then, the output voltages V A and V B of the membership function circuits 31a and 31b are given to the wired OR 63. The output of the wired OR63 becomes a voltage V M representing the MIN operation result corresponding to a M1 (a M).

さらに詳しく述べれば,メンバーシップ関数回路31a
のトランジスタQ11,Q12と,メンバーシップ関数回路31b
のトランジスタQ11,Q12と,ワイヤードOR63と,電流源6
4とによって4入力のMIN回路が構成されているといえ
る。
More specifically, the membership function circuit 31a
Transistors Q 11 and Q 12 and membership function circuit 31b
Transistors Q 11 and Q 12 , a wired OR 63, and a current source 6
It can be said that the 4 and 4 constitute a 4-input MIN circuit.

第30図(E)のグラフから分るようにメンバーシップ
関数回路31a,31bにおけるメンバーシップ関数のピーク
値はIRLで決定される。抵抗RLを一定とすれば,電流I
を変えることによりピーク値が変化する。
Membership function circuit 31a as seen from the graph of Figure 30 (E), the peak value of the membership function in the 31b is determined by IR L. If the resistance RL is constant, the current I
Changing the peak value changes.

グレード制御回路51は与えられた制御電圧Vcに応じて
電流Iを変化させるための回路である。グレード制御回
路51には電流源として働く電流ミラーCM4があり,この
電流ミラーCM4とメンバーシップ関数回路31aの電流源と
してのトランジスタQ53,Q54およびメンバーシップ関数
回路31bの電流源としてのトランジスタQ53,Q54はマルチ
電流ミラーを構成している。したがって,電流ミラーCM
4に流れる電流Iに等しい電流がこれらのトランジスタQ
53,Q54に流れることになる。電流ミラーCM4はコンデン
サC1を含んでいる。このコンデンサC1は位相補償用のコ
ンデンサである。第17図のように電圧調整回路4の出力
をグレード制御回路51の入力Vcにフィードバックした際
の発振はこのコンデンサC1で防止できる。
Grade Control circuit 51 is a circuit for changing the current I in accordance with the control voltage V c given. The grade control circuit 51 has a current mirror CM 4 serving as a current source. The current mirror CM 4 and the transistors Q 53 and Q 54 serving as current sources for the membership function circuit 31 a and the current mirror CM 4 serving as a current source for the membership function circuit 31 b are provided. transistors Q 53, Q 54 constitute a multi-current mirror. Therefore, the current mirror CM
4 is equal to the current I flowing through these transistors Q
It will flow to 53, Q 54. Current mirror CM 4 contains a capacitor C 1. The capacitor C 1 is a capacitor for phase compensation. Oscillation when the feedback of the output of the voltage adjusting circuit 4 to the input V c of the grade control circuit 51 as in the FIG. 17 can be prevented by the capacitor C 1.

この電流ミラーCM4はもう1つの電流ミラーCM5を駆動
する。この電流ミラーCM5の一方のトランジスタのコレ
クタには抵抗Roが接続されている。この抵抗Roに電流I
が流れることにより,VR=IRoの電圧が現われる。
Driving the current mirror CM 4 Hamou one current mirror CM 5. Resistor R o it is connected to the collector of one transistor of the current mirror CM 5. The current I passes through this resistor Ro.
By flows, voltage of V R = IR o appears.

グレード制御回路51には差動回路65とこれを駆動する
電流源CSoとが設けられている。差動回路65は2つのト
ランジスタQ71,Q72を含みそれらのエミッタは等しい値
の2つの抵抗R23,R24によって接続され,この2つの抵
抗の接続点が電流源CSoの出力側に接続されている。一
方のトランジスタQ71のベースには制御電圧Vcが与えら
れ,他方のトランジスタQ72のベースには上記の電圧VR
が与えられている。これらの電圧VcとVRとが等しい場合
には電流ミラーCM3によって両トランジスタQ71,Q72に等
しい電流が流れる。
A current source CS o for driving the differential circuit 65 to the grade control circuit 51 is provided. Differential circuit 65 whose emitters includes two transistors Q 71, Q 72 are connected by two resistors R 23, R 24 equal value, the connection point of the two resistors to the output side of the current source CS o It is connected. The base of one transistor Q 71 is given control voltage V c, the above voltage V R to the base of the other transistor Q 72
Is given. If with these voltage V c and V R equal current flows equal to the transistors Q 71, Q 72 by the current mirror CM 3 in.

電圧VcとVRとが等しくない場合には両トランジスタに
流れる電流I1とI2には差が生じる。電流ミラーCM3は両
トランジスタQ71とQ72とに等しい電流を流すように働く
ので,電流I1とI2の差の電流は,トランジスタQ72のコ
レクタ側に接続されたトランジスタQ73のベースに流
れ,トランジスタQ73のエミッタにその差の電流増幅率
β倍の電流が流れる。トランジスタQ73のエミッタはツ
ェナー・ダイオードZDを介して電流ミラーCM4に接続さ
れているので,電流ミラーCM4に流れる電流が変化す
る。この電流変化は抵抗Roに流れる電流Iの変化として
現われ,電圧VRが制御電圧Vcに等しくなるように作用す
る。ツェナー・ダイオードZDはトランジスタQ73のエミ
ッタに適当な電位を与えるためのものであり,トランジ
スタを複数個設けることによりこれに代えてもよい。
The difference occurs in the current I 1 and I 2 flowing through both transistors when the the voltage V c and V R unequal. Since the current mirror CM 3 serves to flow a current equal to the two transistors Q 71 and Q 72, the current difference between the currents I 1 and I 2, the base of the transistor Q 73 which is connected to the collector of the transistor Q 72 the flow, the emitter current amplification factor β times the current of the difference of the transistor Q 73 flows. Since the emitter of the transistor Q 73 is connected to a current mirror CM 4 through the Zener diode ZD, the current flowing through the current mirror CM 4 changes. This current change is manifested as a change of the current I flowing through the resistor R o, the voltage V R acts to be equal to the control voltage V c. Zener diode ZD is for imparting a suitable potential to the emitter of the transistor Q 73, may be alternatively by providing a plurality of transistors.

電圧VcとVRとの差をΔV,R23=R24=reとすると電流I,
電圧VRは次式で与えられる。
Current I when the difference between the voltage V c and V R [Delta] V, and R 23 = R 24 = r e ,
Voltage V R is given by the following equation.

I=(1/re)・β・ΔV VR=Ro・I=(1/re)・β・Ro・ΔV =(1/re)・β・Ro(Vc−VR) したがって, VR=[(1/re)・β・Ro/{1+ (1/re)・β・Ro}]・Vc ここで(1/re)・β・Ro>>1とすると, VR=Vc となる。したがって,抵抗Rに流れる電流Iは I=Vc/Ro となる。 I = (1 / r e) · β · ΔV V R = R o · I = (1 / r e) · β · R o · ΔV = (1 / r e) · β · R o (V c -V R) Thus, V R = [(1 / r e) · β · R o / {1+ (1 / r e) · β · R o}] · V c where (1 / r e) · β · R If o >> 1, then V R = V c . Therefore, the current I flowing through the resistor R is I = Vc / Ro .

以上のようにして,制御電圧Vcによって電流Iが制御
され,メンバーシップ関数回路31a,31bのピーク電圧
が,単純加算回路3の出力電圧が1となるように制御さ
れる。
As described above, the current I is controlled by a control voltage V c, the membership function circuit 31a, the peak voltage of 31b is the output voltage of the simple addition circuit 3 is controlled to be 1.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は第1の実施例を示すもので,重心決定回路のブ
ロック図である。 第2図はファジィ情報とその重心とを説明するためのグ
ラフである。 第3図は重み付き加算回路の構成例を示す回路図であ
る。 第4図は変形例を示す回路図である。 第5図から第30図は第2の実施例を示すものである。 第5図はメンバーシップ関数を示すグラフで,同図
(A)は一般的な形を,同図(B)は三角形状および台
形状の同関数を,同図(C)はZ関数およびS関数をそ
れぞれ示している。 第6図は複数本の信号ライン上に分布した電圧によって
表わされるメンバーシップ関数を示している。 第7図はパラレル・タイプの基本的なファジィ・コンピ
ュータの概念を示すブロック図,第8図は複数のインプ
リケーションが存在する場合の同タイプのファジィ・コ
ンピュータの概念を示すブロック図である。 第9図はパラレル・タイプの基本的なファジィ推論エン
ジンの構成を示すブロック図である。 第10図はファジィ推論の過程を模式的に表わした説明図
である。 第11図はパラレル・タイプの拡張されたファジィ推論エ
ンジンの概念を示すものであり,第12図はその構成を示
すブロック図である。 第13図および第14図はファジィ・コントローラにおける
推論過程の説明図である。 第15図はパラレル・タイプのファジィ・コントローラの
構成を示すブロック図である。 第16図は重心決定回路を適用したファジィ・コンピュー
タの一例を示すブロック図である。 第17図は重心決定回路を適用したファジィ・コントロー
ラの一例を示すブロック図である。 第18図はグレード・コントローラブル・メンバーシップ
関数回路の基本構成を示すブロック図である。 第19図は,スイッチ・マトリクスを用いて実現したグレ
ード・コントローラブル・メンバーシップ関数発生回路
を示す回路図,第20図は第19図における記号の具体的構
成を示すものである。 第21図は,パス・トランジスタ・アレイを用いて実現し
たグレード・コントローラブル・メンバーシップ関数発
生回路を示す回路図,第22図は第21図における記号の具
体的構成を示すもの,第23図は第21図におけるデコーダ
の動作を示すテーブル,第24図は同デコーダの具体的構
成を示す回路図,第25図は第24図の回路において用いら
れるNANDゲートを示す回路図である。 第26図は,メンバーシップ関数形を選択できる電圧分布
発生回路を示す回路図である。 第27図はグレード・コントローラブル・メンバーシップ
関数発生回路の発展形態を示すブロック図である。 第28図はグレード・コントローラブル・メンバーシップ
関数回路の具体的構成例を示すブロック図である。 第29図はメンバーシップ関数回路を説明するために同回
路の一部を抜出して示す回路図,第30図(A)〜(E)
は同回路の信号を示すグラフである。 2……重み付き加算回路, 3……単純加算回路, 4……電圧調整回路, 5……可変係数アレイ, 11GC,12GC,13GC……グレード・コントローラブル・メン
バーシップ関数発生回路, 14……ファジィ推論エンジン, 14a……ファジィ推論合成回路, 31a,31b……グレード・コントローラブル・メンバーシ
ップ関数回路, 51……グレード制御回路, Q1,Q2……MOS FET。
FIG. 1 shows the first embodiment and is a block diagram of a center of gravity determination circuit. FIG. 2 is a graph for explaining fuzzy information and its center of gravity. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a weighted addition circuit. FIG. 4 is a circuit diagram showing a modification. FIG. 5 to FIG. 30 show a second embodiment. FIG. 5 is a graph showing a membership function. FIG. 5A shows a general shape, FIG. 5B shows a triangular and trapezoidal function, and FIG. 5C shows a Z function and an S function. Each function is shown. FIG. 6 shows a membership function represented by voltages distributed on a plurality of signal lines. FIG. 7 is a block diagram showing the concept of a basic parallel type fuzzy computer, and FIG. 8 is a block diagram showing the concept of the same type of fuzzy computer when a plurality of implications exist. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a basic parallel type fuzzy inference engine. FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing the process of fuzzy inference. FIG. 11 shows the concept of an extended fuzzy inference engine of the parallel type, and FIG. 12 is a block diagram showing its configuration. FIG. 13 and FIG. 14 are explanatory diagrams of the inference process in the fuzzy controller. FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a parallel type fuzzy controller. FIG. 16 is a block diagram showing an example of a fuzzy computer to which the center of gravity determination circuit is applied. FIG. 17 is a block diagram showing an example of a fuzzy controller to which a center of gravity determination circuit is applied. FIG. 18 is a block diagram showing a basic configuration of a grade controllable membership function circuit. FIG. 19 is a circuit diagram showing a grade controllable membership function generation circuit realized using a switch matrix, and FIG. 20 shows a specific configuration of symbols in FIG. FIG. 21 is a circuit diagram showing a grade controllable membership function generation circuit realized using a pass transistor array. FIG. 22 is a diagram showing a specific configuration of symbols in FIG. 21, and FIG. Is a table showing the operation of the decoder in FIG. 21, FIG. 24 is a circuit diagram showing a specific configuration of the decoder, and FIG. 25 is a circuit diagram showing a NAND gate used in the circuit of FIG. FIG. 26 is a circuit diagram showing a voltage distribution generating circuit capable of selecting a membership function type. FIG. 27 is a block diagram showing a developed form of the grade controllable membership function generating circuit. FIG. 28 is a block diagram showing a specific configuration example of a grade controllable membership function circuit. FIG. 29 is a circuit diagram showing a part of the membership function circuit for explaining the membership function circuit, and FIGS. 30 (A) to (E).
Is a graph showing signals of the same circuit. 2 ... weighted addition circuit, 3 ... simple addition circuit, 4 ... voltage adjustment circuit, 5 ... variable coefficient array, 11GC, 12GC, 13GC ... grade controllable membership function generation circuit, 14 ... fuzzy inference engine, 14a ...... fuzzy inference synthesis circuit, 31a, 31b ...... grade controllable membership function circuit, 51 ...... grade control circuit, Q 1, Q 2 ...... MOS FET.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数本のライン上に分布したファジィ情報
を表わす電気信号(μ1、μ2、・・・μn)のそれぞ
れに、所定の値kを乗ずるとともにラインの順位に応じ
た値を乗じてそれらを加算する重み付き加算回路(2、
5)と、 上記ファジィ情報を表す電気信号(μ1、μ2、・・・
μn)のそれぞれに、所定の値kを乗ずるとともにそれ
らを加算する単純加算回路(3、5)と、 上記単純加算回路(3)の出力信号が1に相当する値を
表わすように上記所定の値kを制御する 制御手段(4、5、又は4、Q1、Q2)と、 を備えた重心決定回路。
An electric signal (μ1, μ2,... Μn) representing fuzzy information distributed on a plurality of lines is multiplied by a predetermined value k and multiplied by a value corresponding to the rank of the line. A weighted addition circuit (2,
5) and electric signals (μ1, μ2,...) Representing the fuzzy information.
μn) is multiplied by a predetermined value k and added together, and the simple addition circuit (3, 5); and the predetermined addition so that the output signal of the simple addition circuit (3) represents a value corresponding to 1. And a control means (4, 5, or 4, Q1, Q2) for controlling the value k.
【請求項2】上記重み付き加算回路および上記単純加算
回路は、上記ファジィ情報を表わす電気信号(μ1、μ
2、・・・μn)のそれぞれに所定の値kを乗ずる回路
手段(5)を共有することを特徴とする請求項1記載の
重心決定回路。
2. The method according to claim 1, wherein the weighted addition circuit and the simple addition circuit include electric signals (μ1, μ1) representing the fuzzy information.
2. A center-of-gravity determining circuit according to claim 1, wherein circuit means (5) for multiplying each of (2,... Μn) by a predetermined value k is shared.
【請求項3】上記重み付き加算回路および上記単純加算
回路は、加算回路の増幅度を調整することにより、上記
ファジィ情報を表わす電気信号(μ1、μ2、・・・μ
n)のそれぞれに所定の値kを乗ずる回路手段(Q1、Q
2)を備えていることを特徴とする請求項1記載の重心
決定回路。
3. An electric signal (μ1, μ2,..., Μ) representing the fuzzy information by adjusting the amplification degree of the addition circuit.
n) multiplied by a predetermined value k (Q1, Q
2. The center-of-gravity determining circuit according to claim 1, further comprising: (2).
【請求項4】メンバーシップ関数を表わす信号を出力す
るメンバーシップ回路(11GC、12GC、13GC、又は31a、3
1b)の出力信号に基づいて所定のファジィ推論を実行
し、複数本のライン上に分布した推論結果を表わす信号
を出力するファジィ処理装置(14又は14a)に適用さ
れ、 複数本のライン上に分布した推論結果を表わす信号のそ
れぞれに、ラインの順位に応じた値を乗じてそれらを加
算する重み付き加算回路(2)と、 複数本のライン上に分布した推論結果を表わす信号を加
算する単純加算回路(3)と、 上記単純加算回路(3)の出力信号が1に相当する値を
表わすように上記メンバーシップ回路(11GC、12GC、13
GC、又は31a、31b)の出力する信号のレベルを制御する
グレード制御手段(4、11GC、12GC、13GC、又は4、5
1)と、 を備えた重心決定回路。
4. A membership circuit (11GC, 12GC, 13GC, or 31a, 3a, 3c) for outputting a signal representing a membership function.
1b) is applied to a fuzzy processing device (14 or 14a) for executing a predetermined fuzzy inference based on the output signal and outputting a signal representing an inference result distributed on a plurality of lines, A weighted addition circuit (2) for multiplying each of the signals representing the distributed inference results by a value corresponding to the rank of the line and adding them, and adding a signal representing the inference results distributed on a plurality of lines A simple adding circuit (3), and the membership circuits (11GC, 12GC, 13GC) so that the output signal of the simple adding circuit (3) represents a value corresponding to 1.
Grade control means (4, 11GC, 12GC, 13GC, or 4, 5GC) for controlling the level of the signal output from the GC or 31a, 31b)
1) and a center of gravity determination circuit comprising:
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