JPH03164807A - ファジイコントローラ - 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、ファジィ推論を用いて状態制御を行うファ
ジィコントローラに関する。

（ｂｌ従来の技術 ファジィコントローラは入力変数に対応して制御対象の
操作量を推論するためにファジィルールおよびメンバー
シップ関数を用いている。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 従来のファジィコントローラは制御対象が変わったとき
その制御対象に適合した制御を行うためにファジィルー
ルやメンバーシップ関数の変更を行う必要があった。し
かし、ファジィルールは制御に数個〜数十個が設定され
ているため、この全てを変更することは極めて手間がか
かり、また、全てのファジィルールが制御対象を安定に
動作させるようにセットすることが極めて熟練を要する
ことであった。

上記のような欠点を解決するためにファジィ推論装置に
おけるファジィルールおよびメンバーシップ関数を一定
にしておき入力変数をファジィ推論装置手前でスケーリ
ングしなおすことによってどのような制御対象でも同一
のファジィルールおよびメンバーシップ関数で推論する
ことも考えられる。しかし、スケーリング用のパラメー
タがアナログであれば、現在どのようなスケーリングが
行われているかを操作するものが知ることができず、調
整の確実性や再現性が損なわれる欠点がある。

この発明は、このような欠点に基づき、スケーリングの
パラメータであるスケーリングレイトの設定をディジタ
ル化することにより、上記課題を解決したファジィコン
トローラを提供することを目的とする。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明は、ファジィ推論手段と、ディジタル値でスケ
ールリングレイトを受け付ける受付手段と、 受け付けたスケーリングレイトを表示する表示手段と、 入力データを前記スケーリングレイトでスケーリングし
て前記ファジィ推論手段に入力するスケールリング手段
と、 を有することを特徴とする。

（ｅ）発明の作用 この発明のファジィコントローラでは、制御対象として
どのようなものが接続された場合でも、同一のファジィ
ルールおよびメンバーシップ関数によってファジィ推論
を実行する。ファジィルール、メンバーシップ関数の変
更に代えて、ファジィルールの前件部において演算され
る入力変数値をファジィ推論装置の前段に設けたスケー
リング装置によってスケーリングする。このスケーリン
グによって入力変数が実際にはどのような数値であって
もファジィ推論装置が有効な範囲の数値に変更すること
ができる。このようなスケーリング装置にスケーリング
レイトを設定する場合、受付手段によりディジタル値で
設定することができ、表示手段により設定されたスケー
リングレイトが表示される。これによってそのとき設定
されたレイトを確実に知ることができるとともに、再度
同一の制御対象が接続されたとき速やかにその制御対象
に対応するレイトを設定することができる。

スケーリングレイトの設定をこのようにディジタル化し
たことにより設定の確実化および再現性の向上を図るこ
とができる。

（ｆ）実施例 第１図はこの発明の実施例であるファジィコントローラ
の概略構成を示すブロック図である。ファジィ推論装置
ｌにはスケーリング装置５，６から入力変数が入力され
、またファジィ推論装置１の出力は出力アンプ７に入力
されている。出力アンプ７は出力ゲインＫＦで推論出力
を増幅し制御対象であるモータ２に操作量データとして
供給する。モータ２の動作は図示しない位置センサおよ
速度センサによって検出されこれらの検出データ（θ、
θ′）は加算器３．４に入力される。加算器３には制御
対象の位置データθおよび目標位置データθｄが入力さ
れ、これらの差である位置偏差Δθを出力する。この位
置偏差Δθはスケーリング回路５に入力れる。また、加
算器４には制御対象の速度データθ′および目標速度デ
ータθ′ｄが入力され、これらの差である速度偏差Δθ
′を出力する。この速度偏差Δθ′はスケーリング回路
６に入力される。ファジィ推論装置１はアナログの装置
であり、入力データが０■〜５ｖの範囲で有効にファジ
ィ推論を実行することができる、すなわち、前件部メン
バーシップ関数ＰＬ、ＰＳ、ＺＲ，ＮＳ、ＮＬが、それ
ぞれ入力ｘ　＝４．５Ｖ、３．５ν、　２．５Ｖ、　１
．５ν、　０．５Ｖで最大値となるように形成されてお
り、入力ｘ＜ＯＶまたはｘ　＞５Ｖの場合には入力が飽
和してしまうようになっている。

一方このファジィコントローラに接続される制御対象は
粘性やイナーシャがそれぞれ異なるため検出される偏差
も様々である。そこで、その偏差がファジィ推論装置１
の推論可能範囲から外れないようにスケーリング回路５
，６によってスケーリングする。スケーリングが的確に
行われとき制御対象は最も安定した動作を行う。

同図（Ｂ）は同ファジィコントローラ制御パネルの一部
を示す図である。この制御パネルにはスケーリング回路
５，６に設定するスケーリングレイト設定キー１１．１
３およびスケーリングレイト表示器１０．１２が設けら
れている。スケーリングレイト設定キー１１．１３はそ
れぞれアップダウンキーからなっており、アップキーが
オンされたときスケーリングレイトは１づつ上昇してい
き、ダウンキーがオンされたときにはスケーリングキー
は１づつ現象していく。

第２図は同ファジィコントローラの動作手順を示すフロ
ーチャートである。同図（Ａ）はアップ／ダウンキーが
オンされたときの動作を示す。ｎｌでアップ／ダウンキ
ーがオンされたか否かを判断し、オンされたときにはオ
ンされた側のキーに対応するスケーリングライトの設定
変更を実行しくｎ２）、それにともなうスケーリングレ
イト表示器の表示内容を変更する（ｎ３）。スケーリン
グレイトの設定モードが解除されるまでこの動作を繰り
返し実行する。

同図（Ｂ）は同ファジィコントローラの制御動作を示す
フローチャートである。このファジィコントローラはア
ナログ回路であるため、全ての回路が同時に動作しこれ
らの処理を並行して行うが１つのデータが入力された後
それが操作量データとして出力されるまでの手順は以下
のフローチャートのとおりである。また、仮にこのファ
ジィコントローラがＣＰＵなどを有する装置で構成され
た場合、このフローチャートの手順に従って、順次処理
が行われる。

先ず、ｎｉｌで偏差Δθ、Δθ′が入力され、スケーリ
ング回路５，６によってそのスケーリングが行われる。

このスケーリングは前記動作で設定されたスケーリング
データを偏差に乗算することによって行われる。なお、
このスケーリングは乗算に限らず、加算・指数演算等ど
のような関数演算でもよく、また、テーブル等を用いた
変換でもよい。次にこのデータがファジィ推論装置１に
入力されてファジィ推論が行われ（ｎ１３）、推論出力
が出力アンプ７に入力される。出力アンプ７においては
、この結論データにゲインＫＦをかけて操作量データと
してモータ２に出力する（ｎ１５）。制御モードにある
ときにはこの動作を繰り返し実行する。

（ｇ１発明の効果 以上のようにこの発明のファジィコントローラでは、ス
ケーリングレイトの設定をディジタル化して行い、また
その表示を可能にしたことにより係員が自己の設定する
レイトを確認しながら設定を行うことができ、操作に誤
りがなくなるとともに、同一の制御対象が再度接続され
た場合でも表示を見ながら確実に前回のスケーリングレ
イトを設定することができ、ディジタルの再現性が良く
なり、装置の信幀性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ファジィ推論手段と、ディジタル値でスケールリ
   ングレイトを受け付ける受付手段と、受け付けたスケー
   リングレイトを表示する表示手段と、 入力データを前記スケーリングレイトでスケーリングし
   て前記ファジィ推論手段に入力するスケールリング手段
   と、 を有してなるファジィコントローラ。