JPH0289102A - ファジィルール学習装置およびファジィルール学習方法 - Google Patents

ファジィルール学習装置およびファジィルール学習方法

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JPH0289102A
JPH0289102A JP63240374A JP24037488A JPH0289102A JP H0289102 A JPH0289102 A JP H0289102A JP 63240374 A JP63240374 A JP 63240374A JP 24037488 A JP24037488 A JP 24037488A JP H0289102 A JPH0289102 A JP H0289102A
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Atsushi Kuno
敦司 久野
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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〕 この発明はファジィコンピュータやファジィコントロー
ラにおけるファジィルールの学習装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のファジィルール学習装置において、ノンバーシッ
プ関数を次のような方法で自動生IJV。
するものが知られている。ファジィ変数Xを確率変数と
みなして、ファジィ変数がXをとる確率密度関数p (
x)を、サンプルデータの統計処理によって生成する。
p (x)は客観的あいまい性を表現するものであって
、ファジィ理論において取り扱う主観的あいまい性とは
異なったものである。しかし、p (x)をファジィ理
論でいうメンバーシップ関数であるとみなして処理して
も良好な結果が得られる事が多い。このような学習が従
来のファジィ学習装置における学習の方法であった。
〔従来技術の問題点〕
このような、従来のファジィ学習装置においては次のよ
うな問題点があった。(1)メンバーシップ関数の生成
において、その関数の良否を示すデータが使用されてお
らず、単に出現頻度の分布をメンバーシップ関数とする
だけであるので、必らずしも良好な結果をもたらすメン
バーシップ関数が、得られるとは限らない。(2)フア
ジイ推諭の結果の良否にもつとも大きな影響を与えるフ
ァジィルールの検出が、できていなかったので効果の大
きな学習ができなかった。
(発明が解決しようとする課題〕 この発明は、このような従来技術の問題点に着目してな
されたものであり、次の課題を解決するものである。す
なわち、フアジイ推諭によって得られる確定値の評価に
応じて、その確定値の生成に最大の影響を与えたファジ
ィルールの重みを変化させて、フアジイ推諭をより良好
にできるようにフアジイ推諭の過程を調整することを、
課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するための手段は、次に示す第1の手段
である。そして第1の手段の中で主要な機能を果たす手
段を、第2の手段として示す。第1の手段は、複数のフ
ァジィルールを用いたフアジイ推諭の結果、確定値を生
成するフアジイ推諭手段と、前記確定値の近傍において
最大のメンバーシップ値を出力するファジィルールの番
号(ドミナントルール番号)を生成するドミナントルー
ル検出手段と、フアジイ推諭手段が出力した確定値に対
する評価値を外部より受けるとともにドミナントルール
検出手段が生成したドミナントルール番号をも受けて、
ドミナントルール番号で示されるファジィルールによる
出力メンバーシップ関数と他のファジィルールによる出
力メンバーシップ関数の関係を調節する手段である。
第2の手段は、フアジイ推諭の出力である確定値に対応
するメンバーシップ値を、複数のファジィルールについ
ての推諭によって得られる各ファジィルールの出力メン
バーシップ関数について、それぞれ生成するルール評価
手段と、ルール評価手段が生成した各ルールに対応する
前記メンバーシップ値を比較して最大のメンバーシップ
値を与えるドミナントルール番号を生成する手段である
〔発明の効果〕
第1の手段による効果は次のとおりである。
(1)  フアジイ推諭によって得られる確定値に対す
る評価値をうけるとともに、前記確定値の生成に最大の
影響を与えたファジィルール番号(ドミナントルール番
号)のファジィルールの出力するメンバーシップ関数と
、他のファジィルールによる出力メンバーシップ関数の
関係を、前記評価値が良好になるように調節するので、
フアジイ推諭によって得られる確定値を用いての制御等
が、より良好に行なえる。
第2の手段による効果は次のとおりである。
(2)  フアジイ推諭の結果に最大の影響を与えたフ
ァジィルールが、自動的に検出できるので、デバッグ対
象とすべきファジィルールの検出が容易になる。
(3)  フアジイ推諭の結果に最大の影響を与えたフ
ァジィルールが、自動的に検出できるので、効果の大き
なファジィルールの調節が容易になる。
〔実施例〕
第1図はファジィルール学習装置の電気的構成を示すブ
ロック図である。R1,R2,R3はそれぞれファジィ
ルールを評価してメンバーシップ関数を出力するルール
評価部である。Ml、M2.M3は、メンバーシップ関
数を増巾や減衰させる調節器である。1は入力される複
数のメンバーシップ関数をMAX合成するとともに、デ
フアシファイヤーの出力する確定値において最大のメン
バーシップ値を与えるファジィルール番号を生成するM
CMAX回路である。
2は、フアジイ推諭の結果の確定値に対する評価値と、
ドミナントルール番号に基づいて各調節器に対する調節
係数を、生成する調節器制御部である。3はMCMAX
回路1の出力するメンバーシップ関数の重心位置を算出
して確定値として出力するデフアシファイア−である。
第2図は、調節器M1の電気的構成を示すブロック図で
ある。他の調節iM2.M3もMlと同様の構成である
。MQIは調節器M1に入力されるメンバーシップ関数
に対する増巾率を与える調節係数を、たくわえるための
調節係数レジスタである。VAI、VA2. ・、VA
Nltそれぞれ調節係数レジスタMQIから人力される
調節係数に応じた増巾率で増巾を行なう増巾率可変型増
巾器である。第3図は外部からデフアシファイア−3の
出力する確定値に対する評価値と、MCMAX回路が出
力するドミナントルール番号を受けて、デフアシファイ
ア−3の出力する確定値の評価が良くなるような調節係
数を生成する調節器制御部の電気的構成を示すブロック
図である。4は調節器制御部の処理を統括するCPUで
ある。5はCPU4にバスを通じて接続され、データを
格納したり、ワーク用に使用されるRAMである。6は
CPU4にバスを通じて接続されプログラムやデータを
格納したROMである。7はバスを通じてCPU4に接
続された出力インタフェイスである。8は、CPU4に
バスを通°じて接続された入力インタフェイスである。
第4図は、調節器Ml、M2゜M3の出力するメンバー
シップ関数を受けてMAX合成したメンバーシップ関数
を生成するとともに、デフアシファイア−3が出力する
確定値におけるメンバーシップ値を、調節器Ml。
M2.M3の出力する各メンバーシップ関数について求
め、最大のメンバーシップ値を与えるファジィルールの
番号を生成するM CM A X回路のブロック図であ
る。9は、調節器Ml、M2、M3の出力するメンバー
シップ関数を受けてMAX合成したメンバーシップ関数
を生成するCMAX回路である。1oは、デフアシファ
イア−3の出力する確定値についてのメンバーシップ値
を、調節器Ml、M2.M3の出力する各メンバーシッ
プ関数について求め、最大のメンバーシップ値を与える
メンバーシップ関数に対応するファジィルールの番号を
生成するドミナントルール検出部である。第5図は、ド
ミナントルール検出部1oの電気的構成を示すブロック
図である。11はデフアシファイア−3の出力する確定
値をA/D変換するA/D変換器である。12はA/D
変換器11の出力をラッチするラッチ回路である。13
.14.15はラッチ回路12の出力データに応じて、
入力のメンバーシップ関数を与える信号ラインの中から
1本を選択して出力するアナログマルチプレクサである
。16,17.18はA/D変換器であり、それぞれア
ナログマルチプレクサ13.14.15の出力信号をA
/D変換する。
19は最大位置検出部であり、A/D変換器16.17
.18の出力をうけて、最大値を与える入力の番号を生
成して出力するものである。
第6図はフアジイ推諭過程において、各ファジィルール
が出力したメンバーシップ関数が、調節を受けた後に合
成され、デファジファイされて確定値が生成されるまで
の過程を示す図である。
上記で説明した図を用いて、特許請求の範囲第1項記載
のファジィルール学習装置と、特許請求の範囲第2項記
載のドミナントルール検出装置について、その動作を説
明する。まず、第5図で示されるドミナントルール検出
部の動作について説明する。
ドミナントルール検出部には、デフアシファイア−3か
らの確定値e*が入力され、A/D変換器11によって
デジタル量に変換される。
この値はラッチ回路12によってラッチされる。
ラッチ回路12の出力eAは、各アナログマルチプレク
サの入力となるメンバーシップ関数B1、B2.B3を
構成する信号ラインの中から、それぞれ1本の信号ライ
ンを指定する。各アナログマルチプレクサ13,14.
15は、eAによって指定された番号の信号ラインを、
メンバーシップ関数B1.B2.B3を構成する信号ラ
インの中から選択して、それぞれbl、b2、b3とし
て出力する。bl、b2.b3上には、メンバーシップ
関数Bl、B2..B3の値e*におけるメンバーシッ
プ値を表わす電圧信号が乗っている。メンバーシップ値
をあられすアナログ信号bl、b2.b3は、それぞれ
A/D変換器16.17.18に入力されて、デジタル
信号di、d2.d3に変換されて、最大位置検出部1
9に人力される。最大位置検出部では、次の演算によっ
てドミナントルール番号nを生成して出力する。
次に、ファジィルール学習装置の動作を第1図を中心に
説明する。まず、ファジィルール学習装置に対して、制
御対象の状態を表わす信号Vが入力される。■は各ファ
ジィルールを評価するルール評価部R1,R2,R3に
よって評価される。そして、各ルールに応じたメンバー
シップ関数AI、A2.A3が、R1,R2,R3から
出力される。ルール評価部が出力した各メンバーシップ
関数AI、A2.A3は、それぞれ対応する調節器M1
.M2.M3に入力されて、各々B1.B2.B3とい
うメンバーシップ関数に変換される。この変換は、次式
によって表わせる。
B1−K1・A 1        (2)B2−に2
・A 2        (31B3−に3・A 3 
       (4)ここで、K1.に2.に3は調節
器制御部2から、前回において与えられた増巾率である
。各調節器M1.M2.M3は第2図に示すMlと同一
の構造をしており、内部に増11】率を記憶する調節係
数レジスタを内蔵している。Mlにおいては、MQIの
出力によってN個の増巾器VAl、VA2 1.VAN
(7)増巾率カ制御すレる。このようにして生成された
メンバーシップ関数Bl、B2.B3はMCMAX回路
1に入力されて、M A X合成されてメンバーシップ
関数Cが出力される。ここまでの過程におけるメンバー
シップ関数の変換は第6図に示すとおりである。MCM
AX回路の出力メンバーシップ関数Cは、デフアシファ
イア−3に入力される。
デフアシファイア−3では、メンバーシップ関数の重心
位置e*を算出する。デフアシファイア−3の出力e*
は、MCMAX回路1に人力される。MCMAX回路1
は、第4図に示すよ・)(、−ドミナントルール検出部
10がある。e*とBl、B2.B3はドミナントルー
ル検出部10に入力される。ドミナントルール検出部1
0では、前述した方法によって、ドミナントルール検出
部nを生成して、調節器制御部2に人力される。調節器
制御部2には、L記憶の他に外部からe*についての評
価値qが入力される。
こ必評価値qは、たとえばe*による制御対象の整定時
間の評価値でもよいし、自動生成が可能である。nとq
の入力をうけた調節器制御部は、たとえば次のようなロ
ジックによって、調節器Ml、M2.M3に対する調節
係数KIK2.に3を生成する。ここで、q−1のとき
e*が良を表わし、Q−0のときe*が不良をあられす
(1)q−1かつn−1のとき Kl−MIN (MAXK、に1+DEL、TA)K2
−MAX (MINK、に2−DELTA)K3−MA
X  (MiNK、  K3 +DELTAン(21q
−1かつn = 2のとき Kl  −MAX   (MINK、   K)−DE
LT’A)K2−MIN (MAXK、に2+DELT
A)K3−MAX (MINK、に3−DELT’A’
+(3)q−1かつn−3のとき Kl−MAX (MINK、Kl−DELTA)K2−
MAX (MINK、に2−DELTA)K3−MIN
 (MAXK、に3→−DELTA)Q−0かつn=1
のとき Kl−MIN (MAXK、Kl−DELTA)q=0
かつn−2のとき に2−MIN (MAXK、に2−DELTA)Q−0
かつn−3のとき 4 、 TAである。このロジックによって良い結果を与えるド
ミナントルールの出力は大きく増巾され、悪い結果を与
えるドミナントルールの出力は、小さく増巾される。
ただし、MINK−0である。
【図面の簡単な説明】
第1図はファジィルール学習装置の電気的構成を示すブ
ロック図である。 第2図は調節器M1の電気的構成を示すブロック図であ
る。 第3図は調節器制御部の電気的構成を示すブロック図で
ある。 第4図はMCMAX回路のブロック図である。 第5図はドミナントルール検出部のブロック図である。 第6図はフアジイ推諭過程の説明図である。 R1,R2,R3:ルール評価部 Ml、M2.M3 :調節器 1 : MCMAX回路 2:調節器制御部 3:デフアジファイア− 10:ドミナントルール検出部 特許出願人     立石電機株式会社砧 1 図 第 2 図 トー   リ   − g、−JQ − 弔 図 、′2 偶 図 弔 図 e/ と2

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)復数のフアジイルールを用いたフアジイ推諭の結
    果、確定値を生成するフアジイ推諭手段と、前記確定値
    の近傍において最大のメンバーシツプ値を出力するフア
    ジイルールの番号(ドミナントルール番号)を生成する
    ドミナントルール検出手段と、フアジイ推諭手段が出力
    した確定値に対する評価値を外部より受けるとともにド
    ミナントルール検出手段が生成したドミナントルール番
    号をも受けて、ドミナントルール番号で示されるフアジ
    イルールによる出力メンバーシップ関数と他のフアジイ
    ルールによる出力メンバーシップ関数の関係を調節する
    手段とからなるフアジイルール学習装置。
  2. (2)フアジイ推諭の出力である確定値に対応するメン
    バーシップ値を、複数のフアジイルールについての推諭
    によつて得られる各フアジイルールの出力メンバーシッ
    プ関数について、それぞれ生成するルール評価手段と、
    ルール評価手段が生成した各ルールに対応する前記メン
    バーシップ値を比較して最大のメンバーシップ値を与え
    るドミナントルール番号を生成する手段とからなるドミ
    ナントルール検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62293401A (ja) * 1986-06-12 1987-12-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ファジーコントローラ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62293401A (ja) * 1986-06-12 1987-12-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ファジーコントローラ

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