JPH02260040A - ファジィ推論装置 - Google Patents

ファジィ推論装置

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Publication number
JPH02260040A
JPH02260040A JP1083407A JP8340789A JPH02260040A JP H02260040 A JPH02260040 A JP H02260040A JP 1083407 A JP1083407 A JP 1083407A JP 8340789 A JP8340789 A JP 8340789A JP H02260040 A JPH02260040 A JP H02260040A
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JP
Japan
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inference
rule
fuzzy inference
stores
execution
Prior art date
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Pending
Application number
JP1083407A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyoshi Nomura
博義 野村
Isao Hayashi
勲 林
Eiichi Naito
内藤 榮一
Noboru Wakami
昇 若見
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US07/501,037 priority patent/US5191638A/en
Priority to EP19900303368 priority patent/EP0390563A3/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、あいまいな情報を利用して推論を行うファジ
ィ推論装置に関する。
従来の技術 従来のあいまいな知識を用いた推論方式は、例えば「計
測と制御J vol、22 No、9 pp 774−
779において論じられているように、MMCINのよ
うな確信度(CF値)を用いる方法、確率を用いる方法
、ファジィ推論を用いる方法等が知られているが、その
中でもファジィ推論を用いる方法が現在注目されている
ファジィ推論は数学モデルが記述できないような複雑な
対象において、人間が従来の経験から得ている知識をフ
ァジィ推論規則およびメンバーシップ関数を用いて表し
、計算機で推論しようとするものである。
第8図は従来のファジィ推論装置の構成図を示すもので
あり、31は対象としているシステムから得られる情報
を取り込むデータ入力部、32はデータ入力部31で得
られた入力データに基づきファジィ推論を行うファジィ
推論演算部、33はファジィ推論演算部32の推論結果
を出力するデータ出力部、34はファジィ推論演算部3
2で用いる推論規則を記憶しているファジィ推論規則記
憶部、35はメンバーシップ関数の形状データを格納し
ているメンバーシップ関数記憶部である。
以上のように構成された従来のファジィ推論装置では、
データ入力部31から入ってくる入力データXl+X2
s、、、、X11とデータ出力部33から出力する出力
データyの間の関係をIf−then・・・規則として
記述する。例えば入力変数がXI、XIのとき、次のよ
うな推論規則をファジィ推論規則記憶部34に複数個記
憶させておく。
R,: If (xlls A++) and (XI
 1s As2) Then (ytsB+) R*: If (XI 15G A21) and (
XI Is Asa) Then (ytsB*) ここで1f〜の部分を前件部、then・・・の部分を
後件部と呼ぶ。A目+AI2 yA21 +A19 +
BI +Btは規則の記述に用いる入力や出力のメンバ
ーシップ関数を表すラベルである。
いま、データ入力部31に実数値Xl”+X2”が入力
されたとすると、ファジィ推論演算部32において第9
図のように推論される。まず、ファジィ推論演算部32
は推論に必要な推論規則をファジィ推論規則記憶部34
から、メンバーシップ関数をメンバーシップ関数記憶部
35から読み込む。次に、第9図または下式(102)
に示すように各々の推論規則に対して前件部の適合度合
WI4ffiを計算する。
w+=l+t(Xr@)Aム+*(Xa”)   (1
)Ws:Asa(Xt”)AA*1(Xs”)   (
2)但し、Aは1n演算を示す。
そして、各規則の出力値F+ *Fg (第8図斜線部
)を次の(3)(4)式によりもとめ、 yt:W+AL         (3)F*”W2A
B*         (4)推論結果BIIを以下の
ようにして求める。
B・:y+Vya         (5)但しVはl
aX演算を示す。
必要に応じてこの出力値である推論結果Beを実数値に
しなければならない時も生じるが、そのときは、台集合
の要素yの重みB(y)による重み付き平均y6をその
値とする。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、推論規則の後件
部は変数に値を代入するような形式のものでなけらばな
らず、ファジィ推論規則の後件部が、たとえば R3:  If  (XI  Ss  An)  an
d  (x@  is  1te)  丁hen   
(window open) Rfi: If (X11s Ast) and (X
2Is Aug) Then  (window cl
ose) に示すような確定的な動作(アクシロン)の場合、(り
〜(5)式であられされるような計算ができないという
問題点を有していた。
れているようなシステムでは、ファジィ推論規則の後件
部が確定的な動作(アクシロン)の場合、前件部の適合
度合が最も高い推論規則を実行する方式を採用していた
この様な方式では、あるデータに対して複数の推論規則
の適合度合が等しいとき、推論規則は競合し推論装置が
どの規則を実行するか決定できないと言う問題点と、ユ
ーザが推論規則の優先度合を直接指定できないと言う問
題点を有していた。
本発明は、上記課題を解決することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、ファジィ推論規則部に推論規則とその実行優
先順位を格納しておき、まずワーキングメモリ中のデー
タに対する適合度合が所定値以上の推論規則を求め、そ
の推論規則の中で、最も実行優先順位が高いものを実行
することを特徴とする。ファジィ推論装置である。
また本発明は推論規則部に推論規則とその確信度を格納
しておき、各推論規則の適合度合と確信度から優先度合
を計算し、その値が最大になる推論規則を実行すること
を特徴とするものである。
作用 本発明は前記した構成により、まず、ワーキングメモリ
内の値に対するファジィ推論規則の適合度合を計算する
。そして、適合度合が所定値よりも大きい推論規則の内
で最も実行優先順位の高い推論規則、または適合度合と
確信度から求める優先度合が最も大きい推論規則を実行
することにより、後件部が確定的な動作(アクション)
であるときも競合のないファジィ推論が可能となる。
実施例 第1図は第1の発明の実施例におけるファジィ推論装置
の構成図を示すものである。第1図において、1は推論
に用いるメンバーシップ関数の形状データを記憶してい
るメンバーシップ関数記憶部、2はIf−then・・
・形式のファジィ推論規則と実行優先順序を記憶してい
るファジィ推論規則記憶部、3は推論の中間結果や初期
値を格納するワーキングメモリ、4はワーキングメモリ
3の内容とファジィ推論規則記憶部2に貯えられている
推論規則との適合度合を求める適合度合演算部、5は適
合度合演算部4で求めた各推論規則の適合度合を格納す
る適合度合記憶部、6は適合度合が所定の値よりも大き
い推論規則を選び、その中で最も実行優先順位が高い推
論規則を求める実行規則決定部、7は実行規則決定部6
でもとめた推論規則の後件部を実行する後件部実行部、
8はワーキングメモリ3・適合度合演算部4・適合度合
記憶部5・実行規則決定部6・後件部実行部7で構成さ
れたファジィ推論演算部である。
以上のように構成された本実施例のファジィ推論装置に
ついて、以下その動作を説明する。
ファジィ推論規則記憶部2には、入力変数がX。
+X2の2個の時以下のn個の推論規則が格納されてい
る。
R+:If (X+  is AI) and (Xa
 Is Al2) then actton(1): 
 pal R2:If  (x+  Is  Aa+)and  
(X2  Is  A22)then  actlon
(2):  P:3 Ra:If  (x、  Is  Aa+)and  
(X2  Is  As2)then  actton
(3):  P:2 R,:If  (X+  Is  An+)and  
(X2  Is  Ana)then  actton
(n):  P=m ここでaction(1) 〜action(n)は、
例えば「ワーキングメモリへの値の書き込み」や「モー
タスイッチ オン」などの確定的な動作を示し、Pは推
論規則の実行優先順序を示す。pの値は1以上の整数で
あり小さいほど優先順位は高(なる。また、AI、〜A
n2のメンバーシップ関数の形はメンバーシップ関数記
憶部1に記憶されている。
このような設定の時、第2図、第3図に示すようなフロ
ーチャートのステップ1〜ステツプ11にしたがって推
論を行う。以下、このフローチャートにしたがって説明
を行う。
ステップ1で初期設定としてワーキングメモリ3に初期
値を入力し推論の初期設定を行う。
ステップ2では推論規則番号を示す変数1に1を代入す
る。
ステップ3では、適合度合演算部4でワーキングメモリ
3の内容と推論規則の前件部との適合度合を計算するた
めに、まず、推論規則番号1のファジィ推論規則の前件
部に用いられているメンバーシップ関数のラベルをファ
ジィ推論規則記憶部2から読み込む。
ステップ4ではステップ3で読み込んだラベルに対応す
るメンバーシップ関数の形状データをメンバーシップ関
数記憶部1から読み込む。メンバーシップ関数記憶部1
はメモリで構成されており、メンバーシップ関数は第4
図に示されているような数値テーブルでメンバーシップ
関数記憶部1に記憶されている。第4図の横の項目は変
数XIの台集合の要素を示し、縦の項目はメンバーシッ
プ関数のラベルを示している。表中の値はメンバーシッ
プ関数のグレード値であり0以上1以下の実数である。
同様にして変数x2に関する数値テーブルも記憶されて
いる。
ステップ5ではワーキングメモリ3内の値とステップ4
で読み込んだメンバーシップ関数の適合度合を計算する
。ステップ4で読み込んだメンバーシップ関数をA++
+A+aとし、ワーキングメモリ3内の変数XI +X
2の最新の値が実数値X1’、x2’であるとき、この
推論規則の適合度合W、は以下の式によって計算される
w+=A+t(x1’)AL*(x2’)ステップ6で
は上で求めた適合度合W1と推論規則番号1を適合度合
記憶部5に格納する。
ステップ7では推論規則番号1と推論規則数nを比較す
る。1がn未満の時は、全ての推論規則の適合度合が計
算されてないので、ステップ8により笈の値を1増加さ
せてステップ3へすすむ。
このステップ3からステップ6までの処理をi≧nが成
立するまで繰り返す。i≧nが成立したとき、ワーキン
グメモリ3の値に対して全ての推論規則の適合度合が計
算され、その値が適合度合記憶装置に格納されている吠
態となる。
ステップ9では、適合度合記憶部5に格納された適合度
合のなかで、その値が所定値を以下ものを削除し、適合
度合が所定値tより大きい推論規則番号を求める。この
tの値は、O:at≦1でありその値は推論開始前に設
定しておく。
ステップ10では、ファジィ推論規則記憶部2を読み、
ステップ9でもとめられた推論規則のうちで、最も実行
優先順位が高い推論規則R6を1つ選び出す。このステ
ップ9およびステップ10は実行規則決定部6で行われ
る。
ステップ11はステップ1oで求められた推論規則Ra
の後件部をファジィ推論規則記憶部2から読みだし実行
する。この後件部の実行にょリワーキングメモリ3の書
換えや外部システムへの制御操作量の出力が行われる。
ステップ11の実行後ステップ2に進み、ステップ2か
らステップ11までの動作を繰り返す。
以上のように本実施例によれば、推論規則と実行優先順
位を格納するファジィ推論規則記憶部2と、適応度合が
所定値tより大きい推論規則の中で実行優先順位が最も
大きい推論規則を求める実行規則決定部6を設けること
により、ユーザが推論の優先度合(実行優先順位)を直
接指定することができ、後件部が確定的な動作(アクシ
ロン)である時も推論規則の競合解消が行われ、最適な
推論規則の実行が実現できる。
なお、本実施例においては、後件部が確定的な動作のみ
の場合について説明したが、ファジィ変数を取り扱うよ
うな動作が混在していてもよい。
次に第2の発明の実施例について説明する。第5図は第
2の発明の実施例を示すファジィ推論装置の構成図を示
すものである。1は推論に用いるメンバーシップ関数の
形状データを記憶しているメンバーシップ関数記憶部、
3は推論の中間結果や初期値を格納するワーキングメモ
リ、4はワーキングメモリ3の内容と推論規則との適合
度合を求める適合度合演算部、5は適合度合演算部4で
求めた各推論規則の適合度合を格納する適合度合記憶部
、7は実行規則決定部6”でもとめた推論規則の後件部
を実行する後件部実行部で、以上は第1図の構成と同様
なものである。第1図の構成と異なるのは、ファジィ推
論規則記憶部2をIf〜t、hen・・・形式のファジ
ィ推論規則と確信度を記憶しているファジィ推論規則記
憶部2°に変更した点と、適合度合記憶部5に格納され
た各推論規則の適合度合とファジィ推論規則記憶部2゛
に格納された確信度とを演算する優先度合演算部9を設
けた点と、実行規則記憶部6を優先度合演算部9で計算
された優先度合の最も高い推論規則を選択する実行規則
決定部6゛に変更した点である。
前記のように構成された本実施例のファジィ推論装置に
ついて、以下その動作を第6図、第7図のフローチャー
トにしたがって説明する。
ファジィ推論規則記憶部2”には、以下のn個の推論規
則が格納されている。
R,:If (x+ Is A++) and (X2
 Is Al2) then actlon(1) :
 fl”0.1 R2:If (X+ IS A21) and (x2
 Is Aha) then actton(2) :
 +2:0.7 Rs’lf (X+ Is Aa+) and (X2
 is A32) then actton(3) :
 h:0.2 Rn:If  (X+   Is  A、t)  an
d  (X2  Ss  Al+2)  then  
actton(n):  f、=0.8 ここでaction(1) 〜action(n)は確
定的な動作を示し、inは推論規則に対する確信度を示
す。f。の値は0以上1以下の実数であり、その値が大
きいほど優先順位は高(なる。また、AIl〜AR2の
メンバーシップ関数の形状データはメンバーシップ関数
記憶部1に記憶されている。
第6図のステップ1からステップ8までは上記の実施例
と同様の動作を行い、ステップ8まででワーキングメモ
リ3内のデータに対して各推論規則の適合度合を求め、
その値を適合度合記憶部5に格納する。
ステップ9では、まず推論規則番号iを1に初期化する
ステップ10では、ステップ11で優先度合を計算する
ためにファジィ推論規則記憶部2′から1番目のファジ
ィ推論規則の確信度で1を読み込む。
ステップ11では、適合度合記憶部5に格納されている
1番目の推論規則の適合度合W1を以下のような値(優
先度合)に更新する。
11   ← (L   寧  fl   )ステップ
12では、推論規則番号1と推論規則数nの比較を行い
t<nの時はステップ13により1の値を1だけ増加さ
せてステップ10にもどる。このような動作により、す
べての推論規則の適合度合に対して上式で表される演算
がなされることになる。このステップ9〜ステツプ13
までの演算は優先度合演算部9で行われる。
ステップ14では、実行規則決定部6′が適合度合記憶
部5を参照しその中の11の値が最も大きい推論規則R
4を選択する。
ステップ15では、ファジィ推論規則記憶部2′から推
論規則Rdの後件部を読み込み実行する。
この後件部の実行によりワーキングメモリ3の書換えや
外部システムへの制御操作量の出力が行われる。
ステップ15の実行後ステップ2に進み、ステップ2か
らステップ15までの動作を繰り返す。
以上のように本実施例によれば、推論規則とその確信度
を格納するファジィ推論規則記憶部2”と、推論規則の
適応度合と確信度を演算し優先度合を求める優先度演算
部8と、優先度合が最も大きい推論規則を求める実行規
則決定部6′を設けることにより、ユーザが推論規則の
実行優先度合(確信度)を明確に指定することができ、
後件部が確定的な動作(アクション)である時も競合解
消が行われ、最適な推論規則の実行が実現できる。
なお、本実施例においては、後件部が確定的な動作のみ
の場合について説明したが、ファジィ変数を取り扱うよ
うな後件部を混在させても良い。
また、本実施例では優先度合演算部における適合度合と
確信度の演算をかけ算にしたが、例えばtln演算等の
他の演算法に変更しても良い。
発明の効果 以上のように、本発明によればユーザが推論規則の実行
優先順位または確信度を明確に指定することができ、後
件部が確定的な動作(アクション)である場合も競合解
消が行われ、常に最適な1つの推論規則の実行がおこな
われる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のファジィ推論装置の構
成図、第2図および第3図は同実施例を説明するための
フローチャート、第4図はメンバーシップ関数記憶部1
に記憶されているデータの構造図、第5図は同実施例の
ファジィ推論装置の構成図、第6図および第7図は本発
明の詳細な説明するためのフローチャート、第8図は従
来例におけるファジィ推論装置のブロック図、第9図は
同ファジィ推論装置の説明図である。 1・・・メンバーシップ関数記憶部、2・・・ファジィ
推論規則記憶部、3・・・ワーキングメモリ、4・・・
適合度合演算部、5・・・適合度合記憶部、6・・・実
行規則決定部、7・・・後件部実行部、8・・・ファジ
ィ推論演算部、9・・・優先度合演算部。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名図 第 図 第 図 第 図 第 図 ス漕

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ファジィ推論規則とその実行優先順位を記憶し
    ているファジィ推論規則記憶部と、前記ファジィ推論規
    則に用いるメンバーシップ関数の形状データを記憶して
    いるメンバーシップ関数記憶部と、推論の初期値及び推
    論の中間結果を格納するワーキングメモリと、前記ワー
    キングメモリ内の値と前記ファジィ推論規則の前件部と
    の適合度合を計算する適合度合演算部と、前記適合度合
    を格納する適合度合記憶部と、前記適合度合が所定値以
    上でかつ前記実行優先順位が最も高いファジィ推論規則
    をもとめる実行規則決定部と、前記実行規則決定部によ
    って求められたファジィ推論規則の後件部を実行する後
    件部実行部を備えたことを特徴とするファジィ推論装置
  2. (2) ファジィ推論規則とその確信度を記憶している
    ファジィ推論規則記憶部と、前記ファジィ推論規則に用
    いるメンバーシップ関数の形状データを記憶しているメ
    ンバーシップ関数記憶部と、推論の初期値及び推論の中
    間結果を格納するワーキングメモリと、前記ワーキング
    メモリ内の値と前記ファジィ推論規則の前件部との適合
    度合を計算する適合度合演算部と、前記適合度合を格納
    する適合度合記憶部と、前記適合度合と前記確信度を演
    算し推論規則の優先度合を計算する優先度合演算部と、
    前記優先度合が最も高いファジィ推論規則をもとめる実
    行規則決定部と、前記実行規則決定部によって求められ
    たファジィ推論規則の後件部を実行する後件部実行部を
    備えたことを特徴とするファジィ推論装置。
JP1083407A 1989-03-31 1989-03-31 ファジィ推論装置 Pending JPH02260040A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1083407A JPH02260040A (ja) 1989-03-31 1989-03-31 ファジィ推論装置
US07/501,037 US5191638A (en) 1989-03-31 1990-03-29 Fuzzy-boolean multi-stage inference apparatus
EP19900303368 EP0390563A3 (en) 1989-03-31 1990-03-29 Fuzzy multi-stage inference apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1083407A JPH02260040A (ja) 1989-03-31 1989-03-31 ファジィ推論装置

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JPH02260040A true JPH02260040A (ja) 1990-10-22

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JP1083407A Pending JPH02260040A (ja) 1989-03-31 1989-03-31 ファジィ推論装置

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JP (1) JPH02260040A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625561A (en) * 1994-01-31 1997-04-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus and method for feedback adjusting machine working condition for improving dimensional accuracy of processed workpieces
US6999846B2 (en) 1992-02-14 2006-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus and method for feedback-adjusting working condition for improving dimensional accuracy of processed workpieces

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6999846B2 (en) 1992-02-14 2006-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus and method for feedback-adjusting working condition for improving dimensional accuracy of processed workpieces
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