JPH01177603A - Construction for adapting control mechanism - Google Patents

Construction for adapting control mechanism

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JPH01177603A
JPH01177603A JP194288A JP194288A JPH01177603A JP H01177603 A JPH01177603 A JP H01177603A JP 194288 A JP194288 A JP 194288A JP 194288 A JP194288 A JP 194288A JP H01177603 A JPH01177603 A JP H01177603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
network
function
control mechanism
output
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP194288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Inazumi
満広 稲積
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH01177603A publication Critical patent/JPH01177603A/en
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Abstract

PURPOSE:To easily adapt a control mechanism by executing a self- systematization in a network so as to cause a difference between a layer network and an educator signal to be small. CONSTITUTION:The difference by comparing the output of a layer network 2 with a control input 1 given to a system and an educator signal 4 is fed back to the correcting functions of the weight of the layer network 2 and a bias. The self-systematization is executed in the network so that the difference between the layer network 2 and the educator signal 4 can be made small. Thus, the adaptation by a trial and error can be made unnecessary, and an adapting control mechanism can be obtained in which the knowledge and experience of a skilled worker to already exist can be effectively utilized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は教師信号により、その制御能力を変化させてい
く適応化制御機構、特にその構造中に層状ネットワーク
型の構造を持つバタン弁別機構を有する適応化制御機構
の構造に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides an adaptive control mechanism that changes its control capability in response to a teacher signal, particularly an adaptive control mechanism that has a layered network type structure in its structure. The present invention relates to the structure of an adaptive control mechanism that has an adaptive control mechanism.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の制御機構は、例えばPID制御にしろファジイ制
御にしろ、人間の専門家が制御のために必要とされる情
報を作成し、その情報を試行錯誤により調整し、制御機
構を適応化するものであった。
In conventional control mechanisms, whether PID control or fuzzy control, human experts create the information needed for control, adjust that information through trial and error, and adapt the control mechanism. Met.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、この手法は単純な制御においてすら膨大な試行
錯誤を必要とし、かつ、諸条件が変化すると同様の試行
錯誤をもう一度行わなければならないと言う問題があっ
た。
However, this method requires a large amount of trial and error even for simple control, and there is a problem in that if various conditions change, the same trial and error must be performed again.

更に特に重要であるのは、このような作業においては、
制の専門家の能力が必要であり、また既に作業者の経験
として存在しである知識を有効に用いる事ができないと
言う問題がある事である。
Furthermore, it is especially important that in such work,
The problem is that the ability of system experts is required, and the knowledge that already exists as the experience of the workers cannot be used effectively.

本発明の目的とするところは、このような試行錯誤によ
る適応化を不用とし、かつ、既に存在する熟練作業者の
知識や経験をより有効に利用できる適応化制御機構の構
造を提供する事である。
It is an object of the present invention to provide a structure for an adaptive control mechanism that eliminates the need for such trial-and-error adaptation and makes more effective use of the knowledge and experience of already existing skilled workers. be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、一つ以上の入力を持ち、かつ一つ以上の出力
を持つ適応化制御機構の構造において、 a)一つ以上の信号入力機能を持ち、 b)かつ、その入力のそれぞれに乗する可変の重みを持
ち、 C)かつ、その重みと修正機能を持ち、d)かつ、その
入力と重みの積和演算機能を持ち、 e)かつ、その積和へ、可変であるバイアスの加算機能
を持ち、 f)かつ、そのバイアスの修正機能を持ち、g)かつ、
その演算結果を一つ以上の実数へ写像する写像機能を持
ち、 h)かつ、その写像された値を出力とする一つ以上の信
号出力を持つノードを構成要素とし、1)そのノードを
複数個層状に配した構造を持つネットワークをその構成
中に持ち、 J)かつ、一つ以上の教師信号入力をその構成中に持ち
、 k)かつ、その教師信号と、そのネットワークの出力と
の比較機能をその構成中に持ち、■)かつ、その比較機
能の出力が、前記の重みの修正機能とバイアスの修正機
能とに接続されている事を特徴とする適応化制御機構の
構造。
The present invention provides a structure of an adaptive control mechanism having one or more inputs and one or more outputs, which a) has one or more signal input functions, and b) has a signal input function for each of the inputs. C) and has a function to modify the weight; d) has a function to calculate the sum of products of the input and the weight; and e) adds a variable bias to the sum of products. f) and has a bias correction function; g) and
A node has a mapping function that maps the calculation result to one or more real numbers, h) and has one or more signal outputs that output the mapped value, and 1) the node has a plurality of J) has a network having a structure arranged in individual layers; J) and has one or more teacher signal inputs; k) and compares the teacher signal with the output of the network. 1) and an output of the comparison function is connected to the weight correction function and the bias correction function.

である。It is.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明の一実施例の構成の模式図を示す。図中
の番号1は制御入力を、2は層状ネットワークを、3は
制御出力を、4は教師信号入力を、5は教師信号と制御
出力の比較機能を示す。
FIG. 1 shows a schematic diagram of the configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, number 1 indicates a control input, 2 indicates a layered network, 3 indicates a control output, 4 indicates a teacher signal input, and 5 indicates a comparison function between the teacher signal and the control output.

この構成において、システムに加えられた制御入力によ
る層状ネットワークの出力と、教師信号との比較による
差が、層状ネットワークの重みとバイアスの修正機能へ
フィードバックされ、層状ネットワークと教師信号との
差が小さくなるようにネットワークにおいて自己組織化
が行われる。
In this configuration, the difference between the output of the layered network due to the control input applied to the system and the teacher signal is fed back to the weight and bias correction function of the layered network, so that the difference between the layered network and the teacher signal is small. Self-organization takes place in the network so that

第2図に層状ネットワークの概念図を示す。Figure 2 shows a conceptual diagram of a layered network.

図中の番号6はネットワークを構成する一つのノードを
示し、7はそのノード間を接続するアーク=5− を示す。
The number 6 in the figure indicates one node constituting the network, and the number 7 indicates an arc=5- connecting the nodes.

第3図はネットワークを構成するノードの機能の概念図
である。図中の番号8は可変である入力の重みを、9は
その重みを入力の積和機能を、10は可変であるバイア
スを、11はバイアスと積和の加算機能を、12はその
結果の写像機能を示す。
FIG. 3 is a conceptual diagram of the functions of the nodes that make up the network. In the figure, number 8 is the variable weight of the input, 9 is the product sum function of the input with that weight, 10 is the variable bias, 11 is the addition function of the bias and product sum, and 12 is the result. Demonstrates the mapping function.

第4図と第5図にこの構成の適応化制御機構の動作例を
示す。例を簡単にするために制御入力としては二つのア
ナログ量を考慮し、制御出力としては一つの0から1ま
でのアナログ量を考える事とする。
FIGS. 4 and 5 show examples of the operation of the adaptive control mechanism having this configuration. To simplify the example, two analog quantities will be considered as control inputs, and one analog quantity from 0 to 1 will be considered as control output.

第4図は教師信号例として、入力1と入力2とを縦軸、
横軸とした場合の制御出力の等高線を示す。図中の番号
13は制御出力1の等高線を、14は制御出力0.5の
等高線を示す。この関係において、それぞれ白丸15と
16で示されている8個のデータのみを教師信号例とし
て用いて層状ネットワークを学習させる。
Figure 4 shows input 1 and input 2 on the vertical axis as an example of the teacher signal.
The contour lines of the control output are shown on the horizontal axis. In the figure, number 13 indicates a contour line of control output 1, and number 14 indicates a contour line of control output 0.5. In this relationship, the layered network is trained using only eight pieces of data indicated by white circles 15 and 16, respectively, as examples of teacher signals.

第5図に第4図の教師データを層状ネットワークへ学習
させた結果を示す。図は第4図と同様に入力1と入力2
を縦軸、横軸とした場合の制御出力の等高線を示す。図
中の番号17は制御出力1の等高線を、18は制御出力
0.5の等高線を、19は制御出力0.75の等高線を
示す。
FIG. 5 shows the results of learning the training data shown in FIG. 4 into a layered network. The figure shows input 1 and input 2 as in Figure 4.
The contour lines of the control output are shown when the vertical and horizontal axes are taken as the vertical and horizontal axes. In the figure, number 17 indicates a contour line of control output 1, 18 indicates a contour line of control output 0.5, and 19 indicates a contour line of control output 0.75.

図より明かであるように、制御出力1と0.5の場合に
おいて、それぞれ僅か4個の教師データしか与えなかっ
たにもかかわらず、その中間のものについても完全に補
完されている。更に19に示すように、陽には教師デー
タを与えなかった制御出力の領75の場合についても合
理的と思われる値が制御出力として与えられている。
As is clear from the figure, in the cases of control outputs 1 and 0.5, even though only four pieces of teacher data were provided, the intermediate values were also completely complemented. Further, as shown in 19, a value considered to be reasonable is given as the control output even in the case of the control output area 75 for which no teacher data was explicitly given.

つまり、このシステムは僅か8個の教師データを用いる
事により、この制御システムに適応したと言う事ができ
る。
In other words, it can be said that this system is adapted to this control system by using only eight pieces of teacher data.

この教師データとしては、その動作が理論的に明らかで
ある場合においては数式のようなものでも良い。更に、
そのような理論が明かでない場合においても、例えば熟
練した作業者が存在する場合は、その作業者の作業をサ
ンプリングし教師とする事により、あるいは単にある入
力に対する望ましい出力を与える事によって、制御機構
向らが学習によってそのシステムに適応する事が可能と
なる。
This training data may be something like a mathematical formula if the operation is theoretically clear. Furthermore,
Even if such a theory is not clear, for example, if a skilled worker exists, the control mechanism can be developed by sampling the worker's work and using it as a teacher, or by simply providing a desired output for a certain input. It becomes possible for people to adapt to the system by learning.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明かであるように、本発明によiば、種
々の制御機構においてそのシステムを状況に適応させる
ために膨大な試行錯誤を繰り返す必要はな(、更にその
ための専門的な知識を必要とせず、ただ単に教師、ある
いは手本となるデータを与えるだけで制御機構を適応化
させる構造を実現する事ができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, it is not necessary to repeat a huge amount of trial and error in order to adapt the system to the situation in various control mechanisms (and furthermore, it does not require specialized knowledge to do so). It is possible to realize a structure that adapts the control mechanism by simply providing teacher or model data without requiring it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の構成の模式図を示す。 図中の番号1は制御入力を、2は層状ネットワークを、
3は制御出力を、4は教師信号入力を、5は教師信号と
制御出力の比較機能を示す図。 第2図に層状ネットワークの概念図を示す。 図中の番号6はネットワークを構成する一つのノードを
示し、7はそのノード間を接続するアークを示す図。 第3図はネットワークを構成するノードの機能の概念図
である。 図中の番号8は可変である入力の重みを、9はその重み
を入力の積和機能を、10は可変であるバイアスを、1
1はバイアスと積和の加算機能を、12はその結果の写
像機能を示す。 第4図と第5図にこの構成の適応化制御機構の動作例を
示す図。 第4図は教師信号例として、入力1と入力2とを縦軸、
横軸とした場合の制御出力の等高線を示す図。 図中の番号13は制御出力10等高線を、14は制御出
力0.5の等高線を示す。また白丸15と16は学習に
おいて教師信号として用いるデータを示す。 第5図は第4図の教師データを学習させた結果を示す図
。 図中の番号17は制御出力1の等高線を、18は制御出
力0,5の等高線を、19は制御出力0.75の等高線
を示す。 以   上 出願人 セイコーエプソン株式会社 第1図 第2図 第3図 入h2 第4図 第−5図 一1只−
FIG. 1 shows a schematic diagram of the configuration of an embodiment of the present invention. Number 1 in the figure is the control input, 2 is the layered network,
3 shows a control output, 4 shows a teacher signal input, and 5 shows a comparison function between the teacher signal and the control output. Figure 2 shows a conceptual diagram of a layered network. In the figure, number 6 indicates one node constituting the network, and number 7 indicates an arc connecting the nodes. FIG. 3 is a conceptual diagram of the functions of the nodes that make up the network. Number 8 in the figure is the variable input weight, 9 is the product-sum function of the input, 10 is the variable bias, and 1 is the variable input weight.
1 indicates the addition function of bias and sum of products, and 12 indicates the mapping function of the result. FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing an example of the operation of the adaptive control mechanism having this configuration. Figure 4 shows input 1 and input 2 on the vertical axis as an example of the teacher signal.
A diagram showing contour lines of control output when the horizontal axis is used. Number 13 in the figure indicates a control output 10 contour line, and 14 indicates a control output 0.5 contour line. Furthermore, white circles 15 and 16 indicate data used as teacher signals in learning. FIG. 5 is a diagram showing the result of learning the teacher data of FIG. 4. In the figure, number 17 indicates a contour line for control output 1, 18 indicates a contour line for control outputs 0 and 5, and 19 indicates a contour line for control output 0.75. Applicant: Seiko Epson Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Enclosure h2 Figure 4 - Figure 5 - 1 -

Claims (1)

【特許請求の範囲】 一つ以上の入力を持ち、かつ一つ以上の出力を持つ適応
化制御機構の構造において、 a)一つ以上の信号入力機能を持ち、 b)かつ、その入力のそれぞれに乗する可変の重みを持
ち、 c)かつ、その重みの修正機能を持ち、 d)かつ、その入力と重みの積和演算機能を持ち、 e)かつ、その積和へ、可変であるバイアスの加算機能
を持ち、 f)かつ、そのバイアスの修正機能を持ち、g)かつ、
その演算結果を一つ以上の実数へ写像する写像機能を持
ち、 h)かつ、その写像された値を出力とする一つ以上の信
号出力を持つノードを構成要素とし、i)そのノードを
複数個層状に配した構造を持つネットワークをその構成
中に持ち、 j)かつ、一つ以上の教師信号入力をその構成中に持ち
、 k)かつ、その教師信号と、そのネットワークの出力と
の比較機能をその構成中に持ち、 l)かつ、その比較機能の出力が、前記の重みの修正機
能とバイアスの修正機能とに接続されている事を特徴と
する適応化制御機構の構造。
[Claims] A structure of an adaptive control mechanism having one or more inputs and one or more outputs, which a) has one or more signal input functions, and b) each of the inputs. c) and has a function to modify the weight; d) has a function to calculate the sum of products of the input and the weight; and e) has a variable bias to the sum of products. f) and has a bias correction function; g) and
A node has a mapping function that maps the calculation result to one or more real numbers, h) and has one or more signal outputs that output the mapped value, and i) has multiple nodes. j) has a network having a structure arranged in individual layers, j) and has one or more teacher signal inputs in its structure, and k) and compares the teacher signal with the output of the network. 1) and the output of the comparison function is connected to the weight correction function and the bias correction function.
JP194288A 1988-01-08 1988-01-08 Construction for adapting control mechanism Pending JPH01177603A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993010296A1 (en) * 1991-11-22 1993-05-27 Nissan Motor Co., Ltd. Control device in loom

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993010296A1 (en) * 1991-11-22 1993-05-27 Nissan Motor Co., Ltd. Control device in loom

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