JPH0290231A - ファジィ推論装置 - Google Patents

ファジィ推論装置

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JPH0290231A
JPH0290231A JP63239737A JP23973788A JPH0290231A JP H0290231 A JPH0290231 A JP H0290231A JP 63239737 A JP63239737 A JP 63239737A JP 23973788 A JP23973788 A JP 23973788A JP H0290231 A JPH0290231 A JP H0290231A
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Yasuhiro Tsutsumi
堤 康弘
Junichi Nishimura
純一 西村
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Omron Tateisi Electronics Co
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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】 発明の要約 ファジィ推論演算回路を2系統以上の推論系に共用でき
るように、メンバーシップ関数回路およびメンバーシッ
プ関数発生回路を系統数1組にして設け、系統の選択に
応じて各組の中から1つずつ選択して演算回路に与える
発明の背景 この発明はファジィ推論を行なうファジィ推論装置に関
する。
ファジィ推論はIf thenルール(モーダス・ボネ
ンス)にしたがって行なわれる。このルールは「もしX
がAでかつyがBでかつ2がCならば。
WはDである」 という形態で表現される。
XI  5’l  Zは前件部の入力変数、A、B、C
は前件部のメンバーシップ関数、Wは後件部の変数、D
は後件部のメンバーシップ関数である。
A、B、C,D等のメンバーシップ関数はたとえばPL
、PM、PS、ZR,NS、NM、NL等の言語値によ
って表現される。ここでPは正。
Nは負、Lは大きい1Mは中位い、Sは小さいをそれぞ
れ表わす。したがってPLは正の大きな値、NSは負の
小さな値ということになる。ZRはほぼ零を表わす。言
語値はたとえば複数ビットのバイナリイ・コードで表現
可能である。
第8図は従来のファジィ推論装置を示している。ファジ
ィ推論装置は複数(設定可能なルールの数)の推論部1
00と、これらの推論部100に接続された確定部11
0とから構成される。各推論部100は、入力変数がそ
れぞれ与えられ、これに応じた前件部のメンバーシップ
関数の値を表わす信号(たとえば電圧信号)を出力する
メンバーシップ関数回路(以下MFCという) 101
 、102 。
103と、後件部のメンバーシップ関数を表わす信号(
たとえば25本のライン上に分布した電圧信号)(この
電圧分布が伝送される25本のラインをハツチングを施
したバスで表現する)を出力するメンバーシップ関数発
生回路(以下MFGという)105と、 MP Cl0
I 、 102 、103 (7)出力のMIN演算を
行なう論理積回路104と、この回路104とMFG1
05の出力(7)MIN演算を行なう論理積回路10B
とから構成されている。MPClol 、 102 、
103には言語値に相当する基準電圧が与えられ、それ
ぞれルールにしたがうメンバーシップ関数を出力するよ
うに設定される。またMFCの出力するメンバーシップ
関数の他のパラメータが図示しない設定器により設定さ
れる。基準電圧はメンバーシップ関数のピーク位置(中
心位置)を規定する。M F G 105には言語値を
表わすコードが与えられ、その言語値によって表わされ
るメンバーシップ関数を出力するように構成されている
。確定部110は、推論部100の出力メンバーシップ
関数のMAX演算を行なう論理和回路111と、この回
路111の出力を非ファジィ化して確定出力を発生する
確定演算回路(デフアシファイア) 112とを含んで
いる。ファジィ出力は論理和回路111から得られる。
このような従来のファジィ推論装置を用いると、推論系
が2系統以上あり、それぞれの系統でメンバーシップ関
数が異る場合、その系統の数だけファジィ推論装置を用
意する必要があった。
発明の概要 この発明は2系統以上の推論系に対しても適用可能なフ
ァジィ推論装置を提供するものである。
第1の発明によるファジィ推論装置は、系統数に応じた
数のMFCからなるMFC組と、系統数に応じた数のM
FGからなるMFG組と、変数選択入力に応じて上記M
FC組内のいずれかのMFCを選択する第1の選択手段
と、変数選択入力に応じて上記MFC組内のいずれかの
MFGを選択する第2の選択手段と1選択されたMFC
およびMFGの出力を演算する演算回路とからなること
を特徴とする。
第1の発明によると、使用する推論系統に応じて対応す
るMFCおよびMFGを選択することで同一のファジィ
推論装置上で時系列的に推論系統の切換をすることがで
き9階層的な推論が容易となる。
第2の発明によるファジィ推論装置は、所要複数のMF
Cから構成されるMFCアレイが系統数に応じた数設け
られてなるMFCアレイ組と、所要複数のMFGから構
成されるMFGアレイが系統数に応じた数設けられてな
るMFGアレイ組と、変数選択入力に応じて上記MFC
アレイ組内のいずれかのMFCアレイを選択する第1の
選択手段と、変数選択入力に応じて上記MFGアレイ組
内のいずれかのMFGアレイを選択する第2の選択手段
と、第1の選択手段によって選択されたMFCアレイか
ら出力されるメンバーシップ関数値のうちの設定された
ルールにしたがうものを選択する第3の選択手段と、第
2の選択手段によって選択されたMFGアレイから出力
されるメンバーシップ関数のうち設定されたルールにし
たがうものを選択する第4の選択手段と、これら第3、
第4の選択手段の出力に対して所定の推論演算を行なう
演算回路とから構成されていることを特徴とする。
第1の発明ではルール組ごとにMFG組。
MFG組が設けられているので個々の設定に手間がかか
るが、第2の発明によると同−言語値に対するメンバー
シップ関数の設定が一回で済み、設定誤差が生じない、
言語値設定が一カ所にまとまったので言語値の拡張が容
易にできるといった効果がある。
実施例の説明 第1図はこの発明の第1の実施例によるファジィ推論装
置の構成を示している。第8図に示すものと同一物には
同一符号が付されている。この実施例は2系統推論用で
ある 各推論部90において、MFCが2個ずつ組になって設
けられ(MFCl0IAと l0IB、  1G2Aと
 102B、  103Aと 103B ) 、  こ
れらの組に対して変数選択回路91.92.93がそれ
ぞれ設けられている。各MPCIOIA〜 103Bに
は設定されたルールにしたがう基準電圧が与えられてい
る。これらのMFCの具体的構成の一例が第4図に示さ
れている。この図において端子Mに基準電圧が与えられ
、この電圧を中心位置(メンバーシップ関数のピーク値
に対応する入力)とする三角形状のメンバーシップ関数
が発生する。vINが入力であり、■  が出力である
。抵抗’El”B2は三角UT 形状のメンバーシップ関数の勾配を決定する。
抵抗’Bl”B2を変えることにより台形状のメンバー
シップ関数とすることもできる。
MFCIOIAと 101Bの組の構成例が第2図に示
されている。各MF Cl0IA 、  l0IBは変
数選択回路91としてセレクタを持っていて、このセレ
クタに変数名を登録しておくことができる。この登録さ
れた変数名とセレクタに与えられる変数選択信号が一致
すると、そのMFCはアクティブになり、メンバーシッ
プ関数回路として動作する。
MPCl0IA、  l0IBをメンバーシップ関数回
路として常に動作させておき、変数選択信号によりMP
CIOIAまたはl0IBの出力を選択的に出力させる
ようにしてもよい。他のMFC102Aと102Bの組
、  103Aと103Bの組についても同様である。
選択されたMFCの出力は論理積回路104に与えられ
る。
同じように各推論部90にはMFG105Aと105B
の組と、変数選択信号によっていずれかを選択する変数
選択回路95とが設けられている。これらの構成例が第
3図に示されている。各MFG105A、  105B
には変数名を登録しうるセレクタが設けられ、変数選択
信号によって与えられる変数名と一致する変数名をもつ
セレクタによって対応するMFG105Aもしくは1口
5Bがアクティブにされるか、または対応するMFG1
05Aもしくは105Bの出力が選択的に取出されて論
理積回路10Bに与えられる。MFGの具体例はたとえ
ば特開昭83−123177号公報に示されている。
このような回路構成にすれば同一の推論装置上でオンラ
イン時系列的に2系統の推論が可能になる。
たとえば。
1f’  a−A  b−B  c−Cthen  u
−U・・・(1) と If  dmD  e−E  f−F  then  
v−V・・・(2) というような2系統の推論が存在するとする。第(1)
式の推論を行なう場合には変数選択信号線に第(1)式
のメンバーシップ関数を選択する信号を与える。逆に第
(2)式の推論を行なう場合には第(2)式のメンバー
シップ関数を選択する信号を与える。この動作を逐次切
換え、その切換えに合わせて推論結果出力を得れば、同
一の推論装置で2つの系統の推論が可能となる。2つの
推論系統の一方の出力を保存し、他方の入力とするよう
な形をとれば同一推論装置上で階層的な推論が可能とな
る。
第5図は第2の実施例、を示している。ここでは、推論
部10の外部にすべての言語値に対するMFC,MFG
が設けられている。MFCについてはMFCアレイII
AとIIBとからなるMFCアレイ組と、MFCアレイ
12Aと12BとからなるMFCアレイ組と、MFCア
レイ13Aと13Bとからなるアレイ組とが設けられて
おり、各MFCアレイ組にいずれかのMFCアレイを変
数選択信号に応じて選択する変数選択回路31.32.
33が設けられている。この変数選択回路は上述したセ
レクタによって実現できる。各MFCアレイは第6図に
示すように上記言語値の数に等しい数(この実施例では
7)のM F Clotからなる。各MFC1otには
それぞれ言語値PL−NLに対応する基準電圧が与えら
れる。
MFCアレイ組を構成する2つのMFCアレイ内のすべ
てのM F C101には同じ入力が与えられ、設定さ
れた言語値によって表わされるメンバーシップ関数値が
変数選択信号によって選択されたMFCアレイの各M 
F C101から出力されることになる。他のMFCア
レイ組についても同じである。
各推論部IOには3つの選択回路21.22.23が設
けられている。これらの選択回路21.22.23に。
変数選択信号によって選択されたMFCアレイ11Aま
たはIIB、 12Aまたは12B、および13Aまた
は13Bの出力が与えられる。選択回路21.22゜2
3には言語値を表わすコードがそれぞれ与えられており
、上記MFCアレイの出力のうちこの言語値に対応する
メンバーシップ関数値が選択回路21、22.23から
それぞれ出力されることになる。
選択回路21.22.23の出力は論理積回路104に
与えられる。
MFGについても同じようにMFGアレイ15AとMF
Gアレイ15BとからなるMFGアレイ組が設けられて
いる。これらのMFGアレイも第7図に示すように7個
のM F G 105から構成されている。これらのM
 F G 105はPL−NLの7つの言語値に対応す
るメンバーシップ関数を発生する。
MFGアレイ組のいずれか一方が、同じように。
変数選択信号によって選択される。選−択されたMFG
アレイ15Aまたは15Bの出力(メンノ(−シップ関
数を表わす電圧分布)は選択回路25に入力する入力す
る。7種類のメンパージ・ノブ関数のうちこの選択回路
25に与えられた言語値に対応するものが選択されて論
理積回路10Bに入力することになる。
各M F G 105からは25本の出力ラインがのび
ているので選択されたMFGアレイ15Aまたは15B
からは25×7本の出力ラインが選択回路25に接続さ
れることになる。しかしながら、MFGアレイ15Aま
たは15Bから時分割で7種類のメンバーシップ関数を
出力させるようにし1選択回路25にラッチ回路を設け
て選択されたメンバーシップ関数のみをラッチするよう
にすれば25本のラインですむことになる。
上記実施例ではアナログ・タイプのファジィ推論装置が
示されているがこの発明はディジタル・タイプの装置に
も適用可能であるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例を示すものでファジィ
推論装置の構成を示すブロック図、第2図はメンバーシ
ップ関数回路アレイ組の構成を示すブロック図、第3図
はメンバーシップ関数発生回路アレイ組の構成を示すブ
ロック図、第4図はメンバーシップ関数回路の一例を示
す回路図である。 第5図はこの発明の第2の実施例を示すものでファジィ
推論装置の構成を示すブロック図、第6図はメンバーシ
ップ関数回路アレイの構成を示すブロック図、第7図は
メンバーシップ関数発生回路アレイの構成を示すブロッ
ク図である。 第8図は従来のファジィ推論装置の構成を示すブロック
図である。 10、90・・・推論部。 11A、IIB、12A、12B、13A、13B・・
・メンバーシップ関数回路(MFC)アレイ。 15A、 15B・・・メンバーシップ関数発生回路(
MFG)アレイ。 21、22.23.25・・・言語値選択回路。 31、32.33.35.91.92.93.95・・
・変数選択回路。 101A、l0IB、102A、102B、103A、
103B・・・メンバーシップ関数回路(MFC)。 104 、108・・・論理積回路。 105A、 1(15B・・・メンバーシップ関数発生
回路(MFG)。 ・・・確定部。 以  上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)系統数に応じた数のメンバーシップ関数回路から
    なるメンバーシップ関数回路組と, 系統数に応じた数のメンバーシップ関数発生回路からな
    るメンバーシップ関数発生回路組と,変数選択入力に応
    じて上記メンバーシップ関数回路組内のいずれかのメン
    バーシップ関数回路を選択する第1の選択手段と, 変数選択入力に応じて上記メンバーシップ関数発生回路
    組内のいずれかのメンバーシップ関数発生回路を選択す
    る第2の選択手段と, 選択されたメンバーシップ関数回路およびメンバーシッ
    プ関数発生回路の出力を演算する演算回路と, からなるファジィ推論装置。
  2. (2)所要複数のメンバーシップ関数回路から構成され
    るメンバーシップ関数回路アレイが系統数に応じた数設
    けられてなるメンバーシップ関数回路アレイ組と, 所要複数のメンバーシップ関数発生回路から構成される
    メンバーシップ関数発生回路アレイが系統数に応じた数
    設けられてなるメンバーシップ関数発生回路アレイ組と
    , 変数選択入力に応じて上記メンバーシップ関数回路アレ
    イ組内のいずれかのメンバーシップ関数回路アレイを選
    択する第1の選択手段と, 変数選択入力に応じて上記メンバーシップ関数発生回路
    アレイ組内のいずれかのメンバーシップ関数発生回路ア
    レイを選択する第2の選択手段と, 第1の選択手段によって選択されたメンバーシップ関数
    回路アレイから出力されるメンバーシップ関数値のうち
    の設定されたルールにしたがうものを選択する第3の選
    択手段と, 第2の選択手段によって選択されたメンバーシップ関数
    発生回路アレイから出力されるメンバーシップ関数のう
    ち設定されたルールにしたがうものを選択する第4の選
    択手段と, これら第3,第4の選択手段の出力に対して所定の推論
    演算を行なう演算回路と, から構成されているファジィ推論装置。
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