JPH03134707A - ファジィ制御装置 - Google Patents

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】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、他のアナログまたはディジタル制御装置と
ともに、ハイブリッド制御装置を構成するファジィ制御
装置に関する。

（ｂｌ従来の技術 目標値と制御量との差である制御偏差を求め、この制御
偏差にしたがって、制御対象に出力する操作量を決定す
るフィードバック制御では、制御装置の構成を変えるこ
とによって、制御精度や外乱に対する制御遅れ等の制御
特性が変化する。制御装置にどのような制御特性が必要
とされるかは制御対象およびその使用状況によって変わ
る。制御装置の商品性を向上するためには、様々な使用
状況のそれぞれにおいて必要とされる制御特性を実現で
きる汎用性を備えなければならない。

そこで、第６図に示すようにＰＤ制御回路６１等の一般
的な制御装置にファジィ制御装置６２を並列に接続し、
目標値発生回路６３から出力された目標値Ｒと制御対象
６４の制御Ｉｓとの差である制御偏差Ｓ′をこれらＰＤ
制御回路６１とファジィ制御装置６２とのそれぞれに入
力し、これらＰＤ制御回路６１およびファジィ制御装置
６２の出力をミキシング回路６５によって適当な比率で
合成し、所望の制御特性を有する操作ＩＭを制御対象６
４に出力するファイブリット制御系が構成される。−船
釣にはＰＤ制御回路６１等によって構成された既存のフ
ィードバック制御系にファジィ制御装置６２を新たに接
続して構成される。。

（Ｃ１発明が解決しようとする課題 しかしながら、既存の制御系にファジィ制御装置を追加
して接続する場合には、既存の制御系において演算され
るデータをファジィ制御装置に利用できる状態に変換す
る必要がある。たとえば、フィードバック制御系を構成
するディジタル制御装置のＣＰＵが１６ｂｉｔで演算さ
れており、−方のファジィ制御装置が１２ｂｉｔでしか
データを処理できない場合、第５図に示すメンハシツブ
関数において入力変数のスケールが整合しなくなるため
、ファジィ制御装置におけるファジィルールおよびメン
バシップ関数を変える必要がある。

また、フィードバック制御系とファジィ制御回路とのア
ナログ／ディジタルが不一致である場合には、ファジィ
制御装置の入出力にＡ／Ｄ変換およびＤ／Ａ変換のため
のインタフェースが必要となり、構成が煩雑になる問題
があった。また、ファジィ制御装置が接続される元の制
御系の構成に応じてファジィルールやメンバシップ関数
を変えたり、インタフェースの構成を変える必要があり
、ファジィ制御装置の汎用性向上を達成できない問題が
あった。

この発明の目的は、ファジィ演算に用いられる入力変数
およびファジィ演算の推論結果のスケールを変えるスケ
ーリング手段を設けることにより、ファジィ制御装置が
接続される元の制御系における信号とファジィ制御装置
における演算に用いられる信号とのスケールを容易に整
合させることができるようにし、汎用性の向上を達成で
きるファジィ制御装置を提供することにある。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明のファジィ制御装置は、他の制御装置に入力さ
れる制御偏差を入力変数として予め設定されたファジィ
ルールにしたがってファジィ推論を行い、その推論結果
を確定値として出力するファジィ推論装置において、 前記制御偏差および前記確定値を予め設定人力されたス
ケーリング値にしたがってスケール変換するスケーリン
グ手段を設けたことを特徴とするｔｅ１作用 この発明においては、他の制御装置に入力される制御偏
差がスケーリング手段によってスケール変換されて、フ
ァジィ制御装置に入力変数として人力される。ファジィ
制御装置は、このスケール変換された制？１１１偏差を
入力変数としてファジィ推論を行い、確定値を出力する
。この確定値は、同じくスケーリング手段によってスケ
ール変換され、他の制御装置に出力される。したがって
、スケーリング手段に適当なスケーリング値を予め設定
しておくことにより、他の制御装置における演算に用い
られる信号と、ファジィ制御装置における演算に用いら
れる信号とのスケールが整合する。

（ｆ）実施例 第１図は、この発明のファジィ制御装置の構成を示す図
である。

ファジィ制御装置１はファジィ推論部３、スケーリング
装置４およびスケーリング値設定部５により構成されて
いる。ファジィ推論部３は予め定められたファジィルー
ルおよびメンバシップ関数にしたがって、公知のファジ
ィ推論を行う。スケーリング装置４は、フィードバック
制御装置２において用いられる制御偏差Ｘ、Ｒおよびそ
の微分値ＸｚＲのそれぞれに、スケーリング値設定部５
において設定されたスケーリング値α１．α２をそれぞ
れ掛は合わせ、これをファジィ推論部３に出力する。フ
ァジィ推論部３はこのスケーリング装置４から出力され
たα、・Ｘ、Ｒおよびα２Ｘ、Ｒを入力変数としてファ
ジィ推論を行う。この推論結果Ｙは、スケーリング装置
４においてスケーリング値設定部５で設定されたスケー
リング値データによって除算され、フィードハック制御
装置２に入力される。

スケーリング値設定部５は第２図に示すツマミ２１〜２
３を操作パネルに備えている。このツマミ２１〜２３の
それぞれを操作することによって制御偏差Ｘ＋Ｒ１その
変化ｌＸ２Ｒおよび確定値Ｙのスケーリング値を加減に
して設定する。

第３図は、この発明の別の実施例に係るファジィ装置の
処理手順を示すフローチャートである。

スケーリング値設定部５において設定された入力のスケ
ーリング値α、および制御偏差Ｘ、、Ｒを読み込む（ｎ
ｌ、ｎ２）。次いで、スケーリング値設定部５において
設定されたスケーリング値α、がファジィ制御装置１に
おける入力変数の最大値とフィードバック制御装置２に
おける制御偏差の最大値との比より大きいか否を判別す
る（ｎ３）。スケーリング値α、が上記最大値の比より
大きい場合には、スケーリング値α、と制御偏差Ｘ７Ｒ
との積をファジィ制御装置１における入力変数の最大値
Ｘ。Ｍａｘと比較する（ｎ４）。

ｎ４においてスケーリング値α、と制御偏差Ｘ７Ｒとの
積が入力変数Ｘ。の最大値以上である場合にはファジィ
推論部３における入力変数の最大値をファジィ推論部３
に出力する（ｎ５．ｎ７）一方、ｎ３において設定され
たスケーリング値α７が入力変数の最大値と制御偏差の
最大値との比を下回る場合、およびｎ４においてスケー
リング値α７と制御偏差Ｘ、Ｒとの積が入力偏差の最大
値を下回る場合には、スケーリング値α、と制御偏差Ｘ
、Ｒとの積を入力変数Ｘ７としてファジィ推論部３に出
力する（ｎ６．ｎ７）。

以上の処理により、ファジィ推論部３に対して、入力変
数の最大値を越えない範囲で、スケーリング値α。で制
御偏差ＸゎＲをスケーリングした値を入力変数として設
定できる。また、制御偏差Ｘ、Ｒをスケーリングした値
がファジィ推論部３における入力変数の最大値を上回っ
た場合には、その最大値を入力変数とするファジィ推論
が行われる。なお、一般に、ファジィ推論におけるファ
ジィルールは第４図（Ａ）に示すように、ＺＲラインに
集束する。そこでファジィ推論における入力変数Ｘ１ま
たはＸ２のスケールを変えることにより、同図（Ｂ）ま
たは（Ｃ）に示すようにファジィルールのＺＲラインを
微調整することができる。

（ｇ）発明の効果 この発明によれば、フィードバック制御が行われる他の
制御装置の演算に用いられる信号とファジィ推論に用い
る信号とのスケールを容易に整合させることができ、他
の制御装置とのハイブリッド化を容易にすることができ
、汎用性を向上できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるファジィ制御装置の構
成を示すブロック図、第２図は同ファジィ制御装置の一
部を構成するスケーリング値設定部の外観図である。ま
た、第３図は同ファジィ制御装置に設けられるスケーリ
ング装置をディジタル回路により構成した場合における
処理手順を示すフローチャートである。第４図（Ａ）〜
（Ｃ）はこの発明のファジィルールの調整に関する効果
を示す図である。第５図はこの発明を含む一般的なファ
ジィ制御装置におけるメンバシップ関数の一例を示す図
、第６図は同じく一般的なファジィ制御装置を用いたハ
イブリッド制御系の構成を示す図である。 ■−ファジィ制御装置、 ２−フィードバック制御装置（他の制御装置）、３−フ
ァジィ推論部、 ４−スケーリング装置（スケーリング手段）、５−スケ
ーリング値設定部、 Ｘ＋、Ｘｚ−人力変数、 Ｘ、Ｒ，ＸｚＲ−制御偏差、 β α１．αｚ、＝６−スケーリング値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）他の制御装置に入力される制御偏差を入力変数と
   して予め設定されたファジィルールにしたがってファジ
   ィ推論を行い、その推論結果を確定値として出力するフ
   ァジィ推論装置において、前記制御偏差および前記確定
   値を予め設定入力されたスケーリング値にしたがってス
   ケール変換するスケーリング手段を設けたことを特徴と
   するファジィ推論装置。