JP3099449B2 - ファジィ推論装置 - Google Patents
ファジィ推論装置Info
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- JP3099449B2 JP3099449B2 JP03244660A JP24466091A JP3099449B2 JP 3099449 B2 JP3099449 B2 JP 3099449B2 JP 03244660 A JP03244660 A JP 03244660A JP 24466091 A JP24466091 A JP 24466091A JP 3099449 B2 JP3099449 B2 JP 3099449B2
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- Japan
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はファジィ推論装置に関
し、特に推論演算の負担を大きく軽減できるファジィ推
論装置に関する。
し、特に推論演算の負担を大きく軽減できるファジィ推
論装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファジィ推論装置は、「やや大きい」、
「やや小さい」等のあいまい集合で表現される制御則を
入力に適用して推論し確定値出力を得るものであり、具
体的には制御則前件部の所定のメンバシップ関数より前
件部あいまい集合への入力の帰属度を算出し、制御則後
件部の所定のメンバシップ関数を上記帰属度に基づいて
加工して重心法等により確定値出力を得ている。
「やや小さい」等のあいまい集合で表現される制御則を
入力に適用して推論し確定値出力を得るものであり、具
体的には制御則前件部の所定のメンバシップ関数より前
件部あいまい集合への入力の帰属度を算出し、制御則後
件部の所定のメンバシップ関数を上記帰属度に基づいて
加工して重心法等により確定値出力を得ている。
【０００３】ところで通常、かかる推論には複数の制御
則が適用されるが、各制御則の重要度が異なる場合も多
い。例えば、使用状況に応じてファジィ推論の出力値を
チューニングするための制御則等は他の制御則に比して
重要度が高い。そこで例えば特開平２−９３９３８号公
報には、各制御則の前件部メンバシップ関数より得られ
た帰属度を、各制御則の重要度に応じて定めたゲインで
増幅するファジィ推論装置が提案されている。
則が適用されるが、各制御則の重要度が異なる場合も多
い。例えば、使用状況に応じてファジィ推論の出力値を
チューニングするための制御則等は他の制御則に比して
重要度が高い。そこで例えば特開平２−９３９３８号公
報には、各制御則の前件部メンバシップ関数より得られ
た帰属度を、各制御則の重要度に応じて定めたゲインで
増幅するファジィ推論装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記提案の装置によれ
ば各制御則の重要度を確定値出力に反映することが可能
であるが、重要度に係わらず全ての制御則について前件
部と後件部の演算を行うため、推論演算の負担は未だ大
きいという問題がある。
ば各制御則の重要度を確定値出力に反映することが可能
であるが、重要度に係わらず全ての制御則について前件
部と後件部の演算を行うため、推論演算の負担は未だ大
きいという問題がある。
【０００５】本発明はかかる課題を解決するもので、各
制御則の重要度を出力に反映できるとともに、推論演算
の負担を大幅に低減することが可能なファジィ推論装置
を提供することを目的とする。
制御則の重要度を出力に反映できるとともに、推論演算
の負担を大幅に低減することが可能なファジィ推論装置
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を図６で説
明すると、あいまい集合で表現される前件部と後件部と
より構成される複数の制御則を入力に適用して推論し確
定値出力を得るファジィ推論装置において、上記複数の
制御則のうち、少なくとも一つの制御則を後件部のみで
構成して、この後件部を、あいまい集合に対応する複数
のメンバシップ関数を発生する手段と、これらメンバシ
ップ関数から外部選択信号に応じて一つを選択出力する
選択手段とで構成するとともに、上記選択手段より出力
されるメンバシップ関数と残る他の制御則の後件部より
出力されるメンバシップ関数とより上記確定値を決定し
出力する確定値決定手段を設けたものである。
明すると、あいまい集合で表現される前件部と後件部と
より構成される複数の制御則を入力に適用して推論し確
定値出力を得るファジィ推論装置において、上記複数の
制御則のうち、少なくとも一つの制御則を後件部のみで
構成して、この後件部を、あいまい集合に対応する複数
のメンバシップ関数を発生する手段と、これらメンバシ
ップ関数から外部選択信号に応じて一つを選択出力する
選択手段とで構成するとともに、上記選択手段より出力
されるメンバシップ関数と残る他の制御則の後件部より
出力されるメンバシップ関数とより上記確定値を決定し
出力する確定値決定手段を設けたものである。
【０００７】
【作用】上記装置においては、重要度の高い制御則につ
いてこれを後件部のみで構成し、外部選択信号により複
数のメンバシップ関数の一つを選択して確定値決定手段
に出力することにより、重要度の高い制御則を任意に確
定値出力に反映させることができる。この場合、前件部
の演算は不要であるから、推論演算の負担が大きく軽減
される。
いてこれを後件部のみで構成し、外部選択信号により複
数のメンバシップ関数の一つを選択して確定値決定手段
に出力することにより、重要度の高い制御則を任意に確
定値出力に反映させることができる。この場合、前件部
の演算は不要であるから、推論演算の負担が大きく軽減
される。
【０００８】
【実施例】図１には推論装置の全体構成を示す。本装置
の制御則は４つであり、内２つは重要度の高い制御則と
して後件部評価回路１Ｂ，２Ｂのみを設け、残る２つの
制御則については前件部評価回路３Ａ，４Ａと後件部評
価回路３Ｂ，４Ｂが設けてある。
の制御則は４つであり、内２つは重要度の高い制御則と
して後件部評価回路１Ｂ，２Ｂのみを設け、残る２つの
制御則については前件部評価回路３Ａ，４Ａと後件部評
価回路３Ｂ，４Ｂが設けてある。
【０００９】後件部評価回路１Ｂ，２Ｂは、後件部あい
まい集合の所定のメンバシップ関数を発生するＭＦＣ回
路１１を有し、その出力は選択回路１２へ入力してい
る。選択回路１２にはまた、帰属度が常時「０」のメン
バシップ関数が入力しており、これらメンバシップ関数
の一つが外部選択信号Ｓ１，Ｓ２により選択される。
まい集合の所定のメンバシップ関数を発生するＭＦＣ回
路１１を有し、その出力は選択回路１２へ入力してい
る。選択回路１２にはまた、帰属度が常時「０」のメン
バシップ関数が入力しており、これらメンバシップ関数
の一つが外部選択信号Ｓ１，Ｓ２により選択される。
【００１０】前件部評価回路３Ａは、前件部あいまい集
合のメンバシップ関数を発生して各入力Ｘ１，Ｘ２の帰
属度を決定するＭＦＣ回路３１，３２と、各ＭＦＣ回路
３１，３２の帰属度出力の小さい方を出力するＭＩＮ回
路３３とより構成され、また、後件部評価回路３Ｂ，４
Ｂは、後件部あいまい集合のメンバシップ関数を発生す
るＭＦＣ回路３４と、該回路３４より出力されるメンバ
シップ関数の値と上記ＭＩＮ回路３３より出力される帰
属度の小さい方を出力するＭＩＮ回路３５とより構成さ
れている。
合のメンバシップ関数を発生して各入力Ｘ１，Ｘ２の帰
属度を決定するＭＦＣ回路３１，３２と、各ＭＦＣ回路
３１，３２の帰属度出力の小さい方を出力するＭＩＮ回
路３３とより構成され、また、後件部評価回路３Ｂ，４
Ｂは、後件部あいまい集合のメンバシップ関数を発生す
るＭＦＣ回路３４と、該回路３４より出力されるメンバ
シップ関数の値と上記ＭＩＮ回路３３より出力される帰
属度の小さい方を出力するＭＩＮ回路３５とより構成さ
れている。
【００１１】各後件部評価回路１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ
の出力はＭＡＸ回路５に入力し、ここでこれら出力の最
大値を連ねた値が作成されてデファジィファイア回路６
へ入力される。デファジィファイア回路６では、最大値
を連ねて得られた図形の重心値が求められ、これを確定
値出力として出力する。
の出力はＭＡＸ回路５に入力し、ここでこれら出力の最
大値を連ねた値が作成されてデファジィファイア回路６
へ入力される。デファジィファイア回路６では、最大値
を連ねて得られた図形の重心値が求められ、これを確定
値出力として出力する。
【００１２】以下、上記推論装置の作動を説明する。図
２（１），（２）にはそれぞれ、前件部あいまい集合の
メンバシップ関数を示す。各メンバシップ関数は三角形
で、入力Ｘ１，Ｘ２に対して５水準となっている。図
中、「ＮＢ」は負で大きい、「ＮＭ」は負で中くらい、
「ＺＲ」は零、「ＰＭ」は正で中くらい、「ＰＢ」は正
で大きいをそれぞれ表す。
２（１），（２）にはそれぞれ、前件部あいまい集合の
メンバシップ関数を示す。各メンバシップ関数は三角形
で、入力Ｘ１，Ｘ２に対して５水準となっている。図
中、「ＮＢ」は負で大きい、「ＮＭ」は負で中くらい、
「ＺＲ」は零、「ＰＭ」は正で中くらい、「ＰＢ」は正
で大きいをそれぞれ表す。
【００１３】図２（３）は後件部あいまい集合のメンバ
シップ関数で、出力Ｘ３に対して４水準となっており、
図中、「ＰＳ」は正で小さいを表す。
シップ関数で、出力Ｘ３に対して４水準となっており、
図中、「ＰＳ」は正で小さいを表す。
【００１４】使用される４つの制御則は以下の如きもの
である。 制御則１ もしＳ１が「１」であればＸ３はＰＢであ
る。 制御則２ もしＳ２が「１」であればＸ３はＺＲであ
る。 制御則３ もしＸ１がＰＢかつＸ２がＺＲであればＸ３
はＰＭである。 制御則４ もしＸ１がＰＭかつＸ２がＺＲであればＸ３
はＰＳである。
である。 制御則１ もしＳ１が「１」であればＸ３はＰＢであ
る。 制御則２ もしＳ２が「１」であればＸ３はＺＲであ
る。 制御則３ もしＸ１がＰＢかつＸ２がＺＲであればＸ３
はＰＭである。 制御則４ もしＸ１がＰＭかつＸ２がＺＲであればＸ３
はＰＳである。
【００１５】外部選択信号Ｓ１，Ｓ２がいずれも「０」
である場合の推論過程を図３で説明すると、制御則１，
制御則２について各選択回路１２より出力される後件部
メンバシップ関数は零である（図の（ａ），（ｂ））。
入力Ｘ１，Ｘ２がそれぞれＡ，Ｂの各値を示している
と、制御則３の各メンバシップ関数より帰属度ｈ１，ｈ
２が算出され（図の（ｃ），（ｄ））、前件部評価回路
３ＡのＭＩＮ回路３３で帰属度ｈ１が選択される。そし
て、後件部のメンバシップ関数と上記帰属度ｈ１を入力
したＭＩＮ回路３５より図（ｅ）の斜線で示す台形状の
メンバシップ関数が出力される。
である場合の推論過程を図３で説明すると、制御則１，
制御則２について各選択回路１２より出力される後件部
メンバシップ関数は零である（図の（ａ），（ｂ））。
入力Ｘ１，Ｘ２がそれぞれＡ，Ｂの各値を示している
と、制御則３の各メンバシップ関数より帰属度ｈ１，ｈ
２が算出され（図の（ｃ），（ｄ））、前件部評価回路
３ＡのＭＩＮ回路３３で帰属度ｈ１が選択される。そし
て、後件部のメンバシップ関数と上記帰属度ｈ１を入力
したＭＩＮ回路３５より図（ｅ）の斜線で示す台形状の
メンバシップ関数が出力される。
【００１６】制御則４では各メンバシップ関数より帰属
度ｈ３，ｈ４が算出され（図の（ｆ），（ｇ））、前件
部評価回路４ＡのＭＩＮ回路３３で帰属度ｈ３が選択さ
れる。ＭＩＮ回路３５では後件部のメンバシップ関数と
上記帰属度ｈ３より図（ｈ）の斜線で示す台形状のメン
バシップ関数が作成され出力される。
度ｈ３，ｈ４が算出され（図の（ｆ），（ｇ））、前件
部評価回路４ＡのＭＩＮ回路３３で帰属度ｈ３が選択さ
れる。ＭＩＮ回路３５では後件部のメンバシップ関数と
上記帰属度ｈ３より図（ｈ）の斜線で示す台形状のメン
バシップ関数が作成され出力される。
【００１７】出力の帰属度を示す上記台形状のメンバシ
ップ関数はＭＡＸ回路５で重ねられ（図の（ｉ））、デ
ファジイファイア回路６で重ね図形の重心値Ｇが算出さ
れて、これが出力Ｘ３の確定値となる。
ップ関数はＭＡＸ回路５で重ねられ（図の（ｉ））、デ
ファジイファイア回路６で重ね図形の重心値Ｇが算出さ
れて、これが出力Ｘ３の確定値となる。
【００１８】ここで外部選択信号Ｓ１が「１」になる
と、制御則１の後件部評価回路の選択回路１２からは図
４の（ａ）に示すメンバシップ関数が出力され、これが
ＭＡＸ回路において先のメンバシップ関数上に重ねられ
る（図の（ｉ））。しかして、重ね図形の重心値Ｇ、す
なわち出力Ｘ３の確定値は先の位置より図の右方へ移動
する。
と、制御則１の後件部評価回路の選択回路１２からは図
４の（ａ）に示すメンバシップ関数が出力され、これが
ＭＡＸ回路において先のメンバシップ関数上に重ねられ
る（図の（ｉ））。しかして、重ね図形の重心値Ｇ、す
なわち出力Ｘ３の確定値は先の位置より図の右方へ移動
する。
【００１９】このようにして、重要度の高い制御則を外
部選択信号により任意に確定値出力に反映させることが
できるから、推論装置の実際の使用状況に応じた制御則
のチューニングや確定値出力の最適化が可能となる。ま
た、この際、前件部の推論演算が不要であるから、演算
負担が大きく軽減され、回路の簡素化やデータ収納用メ
モリの削減が図られる。
部選択信号により任意に確定値出力に反映させることが
できるから、推論装置の実際の使用状況に応じた制御則
のチューニングや確定値出力の最適化が可能となる。ま
た、この際、前件部の推論演算が不要であるから、演算
負担が大きく軽減され、回路の簡素化やデータ収納用メ
モリの削減が図られる。
【００２０】上記実施例における選択回路で選択される
常時零のメンバシップ関数に代えて、零以外の他の値と
したメンバシップ関数を使用しても良い。
常時零のメンバシップ関数に代えて、零以外の他の値と
したメンバシップ関数を使用しても良い。
【００２１】また、後件部評価回路３Ｂ，４Ｂに、図５
に示す如き選択回路３６を設けて複数のメンバシップ関
数発生回路３４１，３４２，３４３の出力を外部選択信
号Ｓ３により選択するようになし、選択されたメンバシ
ップ関数と前件部評価回路３Ａ，４ＡのＭＩＮ回路３３
の出力Ｚ１をＭＩＮ回路３５に入力して、帰属度を示す
メンバシップ関数Ｋ１を出力するようにしても推論装置
のチューニング等が可能である。
に示す如き選択回路３６を設けて複数のメンバシップ関
数発生回路３４１，３４２，３４３の出力を外部選択信
号Ｓ３により選択するようになし、選択されたメンバシ
ップ関数と前件部評価回路３Ａ，４ＡのＭＩＮ回路３３
の出力Ｚ１をＭＩＮ回路３５に入力して、帰属度を示す
メンバシップ関数Ｋ１を出力するようにしても推論装置
のチューニング等が可能である。
【００２２】上記実施例では２入力１出力の場合を説明
したが、本発明は多入力多出力にも適用できる。また、
メンバシップ関数は三角形に限られず、台形、釣鐘形等
種々のものが適用できる。
したが、本発明は多入力多出力にも適用できる。また、
メンバシップ関数は三角形に限られず、台形、釣鐘形等
種々のものが適用できる。
【００２３】上記実施例では推論法としてＭＩＮ−ＭＡ
Ｘ−重心法を使用したが、代数積−加算−重心法等の他
の推論法を使用しても良い。
Ｘ−重心法を使用したが、代数積−加算−重心法等の他
の推論法を使用しても良い。
【００２４】
【発明の効果】以上の如く、本発明のファジィ推論装置
によれば、重要度の高い制御則を任意に確定値出力に反
映して使用目的に応じた装置チューニング等が可能であ
るとともに、推論のための演算負担も大幅に軽減するこ
とができる。
によれば、重要度の高い制御則を任意に確定値出力に反
映して使用目的に応じた装置チューニング等が可能であ
るとともに、推論のための演算負担も大幅に軽減するこ
とができる。
【図１】装置の全体構成ブロック図である。
【図２】メンバシップ関数のグラフである。
【図３】装置の作動を示すメンバシップ関数のグラフで
ある。
ある。
【図４】装置の作動を示すメンバシップ関数のグラフで
ある。
ある。
【図５】後件部評価関数の他の例を示すブロック構成図
である。
である。
【図６】クレーム対応図である。
１Ａ，２Ａ 前件部評価回路 １１，３１，３２，３４ メンバシップ関数発生回路 １Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ 後件部評価回路 １２、３６ 選択回路 ３３，３５ ＭＩＮ回路 ５ ＭＡＸ回路 ６ デファジィファイア回路
Claims (1)
- 【請求項１】 あいまい集合で表現される前件部と後件
部とより構成される複数の制御則を入力に適用して推論
し確定値出力を得るファジィ推論装置において、上記複
数の制御則のうち、少なくとも一つの制御則を後件部の
みで構成して、この後件部を、あいまい集合に対応する
複数のメンバシップ関数を発生する手段と、これらメン
バシップ関数から外部選択信号に応じて一つを選択出力
する選択手段とで構成するとともに、上記選択手段より
出力されるメンバシップ関数と残る他の制御則の後件部
より出力されるメンバシップ関数とより上記確定値を決
定し出力する確定値決定手段を設けたことを特徴とする
ファジィ推論装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03244660A JP3099449B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ファジィ推論装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03244660A JP3099449B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ファジィ推論装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0553816A JPH0553816A (ja) | 1993-03-05 |
| JP3099449B2 true JP3099449B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=17122059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03244660A Expired - Fee Related JP3099449B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ファジィ推論装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099449B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP03244660A patent/JP3099449B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0553816A (ja) | 1993-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |