JPH0335301A - Fuzzy controller - Google Patents

Fuzzy controller

Info

Publication number
JPH0335301A
JPH0335301A JP1170778A JP17077889A JPH0335301A JP H0335301 A JPH0335301 A JP H0335301A JP 1170778 A JP1170778 A JP 1170778A JP 17077889 A JP17077889 A JP 17077889A JP H0335301 A JPH0335301 A JP H0335301A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuzzy
compensator
output
fuzzy inference
fitness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1170778A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobutomo Matsunaga
信智 松永
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP1170778A priority Critical patent/JPH0335301A/en
Publication of JPH0335301A publication Critical patent/JPH0335301A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Devices For Executing Special Programs (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To compensate a part where the satisfactory accuracy is not secured by a fuzzy inference device with use of a compensator by using an adder which adds the output of the fuzzy inference device to the output of the compensator containing a linear or nonlinear control part in the prescribed ratio. CONSTITUTION:A fuzzy controller consists of a fuzzy inference device 1, a PID compensator 2, and an adder 3. The compensator 2 contains a linear PID control part, and the common inputs theta1 - thetan are inputted to both the device 1 and the compensator 2. The adder 3 decides the goodness-of-fit values of outputs of the device 1 and the compensator 2 and adds both values together. Thus the compensator 2 applies the proper compensation to the output of the device for a subject to which the highly accurate control is difficult with the fuzzy inference only. As a result, the output accuracy of a fuzzy controller can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 (a)産業上の利用分野 この発明は、ファジィ推論器に線形または非線形の制御
部からなる補償器を組み合わせたファジィ制御装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Industrial Application Field The present invention relates to a fuzzy control device in which a fuzzy inference device is combined with a compensator consisting of a linear or nonlinear control section.

(b)従来の技術 従来のファジィ制御装置は、制御部を1つのファジィ推
論器だけで構成し、ファジィ推論器の出力をそのままア
クチュエータなどの出力部に対する操作量としていた。
(b) Prior Art In a conventional fuzzy control device, the control section was composed of only one fuzzy inference device, and the output of the fuzzy inference device was directly used as the operation amount for the output section such as an actuator.

このようなファジィ制御装置は、一般に制御対象のモデ
ルがよくわからない場合には好都合であるが、対象のモ
デルがよくわかっている場合にはそれに適した制御系、
例えばPID制御装置等の方がむしろ好ましい。
Such a fuzzy control device is generally convenient when the model of the object to be controlled is not well understood, but when the model of the object is well known, a control system suitable for it,
For example, a PID control device is more preferable.

(C)発明が解決しようとする課題 しかし、上記の従来のファジィ制御装置やPID制御装
置などをそれぞれ単独に使用する場合には次のような問
題がある。
(C) Problems to be Solved by the Invention However, when the conventional fuzzy control device, PID control device, etc. described above are used individually, the following problems arise.

■制御部をファジィ推論器だけで構成した場合(1)フ
ァジィ演算が構造的に非線形であるために、安定点近傍
で正確に線形なモデルがわかっている場合にもファジィ
演算で対処せねばならないために、精度を出すことがで
きない。
■When the control unit is composed of only fuzzy inference machines (1) Since fuzzy operations are structurally nonlinear, fuzzy operations must be used even when an accurate linear model near the stable point is known. Therefore, accuracy cannot be achieved.

(2)仮に、ファジィ演算で線形制御器と同等以上の性
能を出す場合には、メンバーシップ関数とファジィルー
ルのマツプを操作しなければならず、決定してしまうま
で非常な労力が伴う。
(2) If fuzzy operations were to achieve performance equivalent to or better than a linear controller, it would be necessary to manipulate membership functions and fuzzy rule maps, which would require a great deal of effort until a decision is made.

■制御部をPIDIJ御部などの線形な制御部だけで構
成する場合。
■When the control unit consists of only a linear control unit such as a PIDIJ control unit.

(1)安定点近傍では、線形モデル、非線形モデルがあ
り、うまく制御できる場合も、安定点から離れた点では
、非線形性が強くなり、両モデルでうまくコントロール
できなくなることが頻繁に起こる。
(1) Near the stable point, there are linear models and nonlinear models, and even if control is successful, at points away from the stable point, the nonlinearity becomes stronger and it often becomes impossible to control well with either model.

(2)例えば、予め制御対象の非線形性がわかっている
なら、計算あるいはマツプを用いてその非線形性を補償
するという方法をとることができるが、この方法はうま
く制御できる反面、計算時間がかかり、CPUの負担が
大きくなるという欠点がある。
(2) For example, if the nonlinearity of the controlled object is known in advance, it is possible to use calculations or maps to compensate for the nonlinearity, but while this method allows for good control, it takes a long time to calculate. , has the disadvantage of increasing the load on the CPU.

以上のように、制御対象をファジィ推論器だけで制御す
る場合も、PID!II御器などの他の線形制御部だけ
で制御する場合も、全ての状態で高精度に効率良く制御
することができないという問題があった。
As mentioned above, even when controlling the controlled object only by the fuzzy inference machine, PID! Even when controlling only with other linear controllers such as II controllers, there is a problem in that highly accurate and efficient control is not possible in all conditions.

この発明の目的は、ファジィ推論器と線形または非線形
の制御部からなる補償器とを組み合わせ、ファジィ推論
器でのit、II御では精度を出せない部分を補償器で
補償することにより上記の欠点を解決するファジィ制御
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to combine a fuzzy inference device with a compensator consisting of a linear or non-linear control section, and to compensate for the parts where the accuracy cannot be achieved with IT and II control in the fuzzy inference device, thereby solving the above-mentioned drawbacks. The purpose of this invention is to provide a fuzzy control device that solves the problem.

(d)課題を解決するための手段 この発明は、ファジィ推論器と、 線形または非線形の制御部からなる補償器と、前記ファ
ジィ推論器の出力と前記補償器の出力を所定の比率で加
算する加算器とを備えてなることを特徴とする。
(d) Means for Solving the Problems This invention includes a fuzzy inference device, a compensator including a linear or nonlinear control section, and an output of the fuzzy inference device and an output of the compensator that are added at a predetermined ratio. It is characterized by comprising an adder.

さらに、ファジィ推論器と、 線形または非線形の制御部からなる補償器と、前記ファ
ジィ推論器の出力の適合値、および前記補償器の出力の
適合値をファジィ演算内容から求める適合値計算器と、 上記2つの適合値を加算する加算器と、を備えてなるこ
とを特徴としている。
Further, a fuzzy inference device, a compensator including a linear or non-linear control section, and a fitness value calculator that calculates a fitness value of the output of the fuzzy inference machine and a fitness value of the output of the compensator from fuzzy operation contents; It is characterized by comprising an adder that adds the two matching values.

(e)作用 請求項1に係る発明では、ファジィ推論器と線形または
非線形の制御部からなる補償器とを組み合わせて制御装
置を構成するために、それらの出力の比率を適当に設定
することで、非線形性が強い制御対象や、PID制御な
どでは精度を出すことのできない制御対象に対しては、
ファジィ推論器によるファジィ制御が強く働くようにし
、モデルが良くわかっている線形の強い制御対象に対し
ては、補償器による制御が強く働くようにすることがで
きる。また、線形と非線形の特性が混在している制御対
象に対しても、上記比率の設定具合を適当に選ぶことに
より精度の向上を図ることが出来る。
(e) Effect In the invention according to claim 1, in order to configure a control device by combining a fuzzy inference device and a compensator consisting of a linear or nonlinear control section, the ratio of their outputs is appropriately set. , for control objects that have strong nonlinearity or for which precision cannot be achieved with PID control, etc.
The fuzzy control by the fuzzy inference machine can be made to work strongly, and the control by the compensator can be made to work strongly for a strongly linear controlled object whose model is well known. Further, even for a controlled object having a mixture of linear and nonlinear characteristics, accuracy can be improved by appropriately selecting the settings of the ratios.

また、ファジィ推論器の出力と補償器の出力のそれぞれ
の適合値をファジィ演算内容から求める適合値計算器を
設けることにより、両者の出力を加算する比率を固定し
ている場合に比較して、どのような制御対象に対しても
、且つ線形、非線形の特性が変化する制御対象に対して
も、高精度な制御を行うことが可能になる。
In addition, by providing a fitness value calculator that calculates the fitness value of the output of the fuzzy inference device and the output of the compensator from the contents of the fuzzy calculation, compared to the case where the ratio of adding the outputs of both is fixed, It becomes possible to perform highly accurate control on any control object, and even on control objects whose linear and nonlinear characteristics change.

(f)実施例 第1図はこの発明の実施例のファジィ制御装置のプロ、
7り図を示している。この実施例では、ファジィ制御装
置は、ファジィ推論器1とPAD補償器2と加算器3と
で構成されている。補償器2は本実施例では線形のPI
D制御部からなり、ファジィ推論器1とPID補償器2
には共通の人力θ、〜θ7が入る。加算器3では予め設
定された比率によってファジィ推論器lの出力と補償器
2の出力の適合値(ファジィ推論器lの適合度と補償器
2の適合度)が決められ、それらの適合値が加算される
(f) Embodiment FIG. 1 shows a professional fuzzy control device according to an embodiment of the present invention.
7 diagrams are shown. In this embodiment, the fuzzy control device includes a fuzzy inference device 1, a PAD compensator 2, and an adder 3. In this embodiment, the compensator 2 is a linear PI
It consists of a D control section, a fuzzy inference device 1 and a PID compensator 2.
The common human power θ, ~θ7 is entered in . The adder 3 determines the fitness value of the output of the fuzzy inference device l and the output of the compensator 2 (the fitness degree of the fuzzy inference device l and the fitness degree of the compensator 2) according to a preset ratio, and these fitness values are will be added.

この実施例では、加算器3において、ファジィ推論器l
の適合度とPrD補償器2の適合度とが一定の比率とし
て予め設定されているために、その適合度にファジィ推
論器1.PID補償器2の出力が掛けられてそれぞれの
適合値が求められ、それらの適合値が加算され出力され
る。このため、ファジィ推論だけでは、精度の高い制御
が困難な対象のときにPID補償器2によってファジィ
推論器出力に対し適当な補償を加えることで、制御装置
の出力の精度を高くすることができる。また、反対にP
ID補償器2だけではほとんど制御ができない対象に対
しては、ファジィ推論による制御量がPID補償器2の
制御量に適当に加算されることによって上記と同様に精
度の高い制御が可能になる。なお、必要に応じてPID
補償器2からの補償量をスイッチなどによってOにする
ことも可能であるから、対象のモデルに対してファジィ
推論器が合わない場合にだけP■DIili償器2をオ
ンさせることにより、より高精度な制御が可能になる。
In this embodiment, in the adder 3, the fuzzy inferencer l
Since the fitness of the PrD compensator 2 and the fitness of the PrD compensator 2 are set in advance as a constant ratio, the fuzzy inferencer 1. The output of the PID compensator 2 is multiplied to obtain respective adaptive values, and these adaptive values are added and output. Therefore, when the target is difficult to control with high precision using fuzzy inference alone, the accuracy of the output of the control device can be increased by adding appropriate compensation to the output of the fuzzy inference device using the PID compensator 2. . Also, on the contrary, P
For objects that can hardly be controlled by the ID compensator 2 alone, by appropriately adding the control amount based on fuzzy inference to the control amount of the PID compensator 2, highly accurate control becomes possible in the same way as described above. In addition, if necessary, PID
It is also possible to set the amount of compensation from the compensator 2 to O using a switch or the like, so by turning on the P■DIili compensator 2 only when the fuzzy inferencer does not suit the target model, higher performance can be achieved. Precise control becomes possible.

第2図はこの発明のさらに好ましい実施例を示している
FIG. 2 shows a further preferred embodiment of the invention.

構成において、第1図に示す実施例と相違する点は、フ
ァジィ推論器lと加算器3との間にファジィ適合値計算
器4を置き、PID補償器2と加算器3との間に補償器
適合値計算器5を置いた点である。これらの適合値計算
器4,5はそれぞれファジィ推論器1.PID補償器2
の出力の適合値(ファジィ推論器1.PID補償器2の
適合度)を計算する。適合値を計算するための情報はフ
ァジィ推論器lから得る。すなわち、各適合値計算器4
,5はファジィ演算内容からそれぞれの適合値を計算す
る。このような構成によると、制御対象のモデルの変動
に対して緻密な補償量の設定を行うことが可能になる。
In terms of configuration, the difference from the embodiment shown in FIG. This is the point where the device suitability value calculator 5 is placed. These fitness value calculators 4 and 5 are respectively fuzzy inference machines 1. PID compensator 2
Calculate the fitness value of the output (fitness of fuzzy inference device 1.PID compensator 2). The information for calculating the fitness value is obtained from the fuzzy reasoner l. That is, each fitness value calculator 4
, 5 calculate respective fitness values from the contents of the fuzzy operation. With such a configuration, it is possible to precisely set the amount of compensation for variations in the model to be controlled.

第3図(A)、(B)はこの実施例の動作を説明する図
である。
FIGS. 3(A) and 3(B) are diagrams for explaining the operation of this embodiment.

同図(A)の横軸は、人力情報である偏差eを示し、縦
軸はファジィ推論器lおよびPID補償器2の適合度を
示している。また、同図(B)の横軸は偏差eを示し、
縦軸は加算器3の出力を示している。
The horizontal axis of FIG. 2A shows the deviation e, which is human power information, and the vertical axis shows the degree of adaptation of the fuzzy inference device 1 and the PID compensator 2. In addition, the horizontal axis of the same figure (B) indicates the deviation e,
The vertical axis shows the output of adder 3.

第3図(A)に示すように偏差e=±5v以上の範囲で
は、ファジィ推論器lの適合度が1となり、PID補償
器2の適合度が0となる。したがって、この範囲ではフ
ァジィ推論器lだけの制御状態となる。そして、−5>
e>+5の領域でPID補償器2の補償が効き始める。
As shown in FIG. 3(A), in the range of deviation e=±5v or more, the fitness of the fuzzy inference device 1 becomes 1, and the fitness of the PID compensator 2 becomes 0. Therefore, in this range, only the fuzzy inference unit l is controlled. And -5>
The compensation of the PID compensator 2 starts to be effective in the region of e>+5.

そして、e=0でPID補償器2の適合度が100%と
なる。
Then, when e=0, the fitness of the PID compensator 2 becomes 100%.

このような適合度の変化による加算器3の出力の変化を
第3図(B)で見てみる。図のハツチングで示す領域は
、PID補償器2で寄与する範囲を示している。細線F
はファジィ推論器Iの出力を示し、太vAOは加算器3
の出力である。図に示すように、範囲Sでの感度はファ
ジィ出力Fだけでは非常に小さいが、ハツチングPで示
すPID補償器2の補償(寄与)があるために、この領
域S、すなわちe=oの近傍において感度が上昇し、精
度が向上する。e=oではファジィ出力F、 P10補
償量が共に0となるために、PID補償器2の適合度が
1であっても出力Oは0となっている。一方、−5>e
>+5の範囲ではどんなにP!D補償器2の補償量が大
きくてもその適合度は0であるために出力Oはファジィ
出力Fに一致する。
Let us look at the change in the output of the adder 3 due to such a change in the degree of adaptation in FIG. 3(B). The hatched area in the figure indicates the range to which the PID compensator 2 contributes. Thin line F
indicates the output of fuzzy inference unit I, and thick vAO indicates the output of adder 3.
This is the output of As shown in the figure, the sensitivity in the range S is very small due to the fuzzy output F alone, but due to the compensation (contribution) of the PID compensator 2 shown by the hatching P, the sensitivity in the range S, that is, in the vicinity of e=o Sensitivity increases and accuracy improves. When e=o, both the fuzzy output F and the P10 compensation amount are 0, so even if the fitness of the PID compensator 2 is 1, the output O is 0. On the other hand, −5>e
>What a P in the range of +5! Even if the compensation amount of the D compensator 2 is large, its fitness is 0, so the output O matches the fuzzy output F.

第3図(A)に示すように、偏差eの大きさに応してフ
ァジィ推論器1の適合度とPID補償器2の適合度を変
えるには、ファジィ推論器1のファジィ演算内容が使用
される。この方法では、後述のように特定のファジィル
ールの前件部のm1ni演算によって得られる当該ファ
ジィルールの(後件部の)適合度を使用することかでき
る。例えば、ファジィルールの前件部の変数をeとその
変化分e′とした場合、第3図(A)に示すような適合
度の変化を得るには、 If e=o、e’ =Othen F=ZR−・−−
−−−−−−−■のルールに対してeおよびe′の変数
を当てはめたときの前件部のm1ni演算結果を使用す
る。すなわち、そのm1nt演算結果の1に対する補数
をファジィ適合値計算器4に与え、m1ni演算結果を
そのまま補償器適合値計算器5に与える。ここで、上記
0式のファジィルールの後件部の適合値の1に対する補
数をファジィ適合値計算器4に与えるようにしているの
は、e=0の付近でファジィ出力が非常に低感度になる
のをPID補償器2で補償するようにしているためであ
る。つまり、e=0の近辺では、ファジィ推論器lの適
合度を低くし、PID補償器2の適合度を高くする必要
があるために、上記0式のファジィルールの(後件部の
)適合度が高い場合には逆にファジィ推論器1の適合度
を低くし、PID補償器2の適合度を高くする必要があ
るからである。
As shown in FIG. 3(A), the fuzzy operation contents of the fuzzy inference device 1 are used to change the fitness degree of the fuzzy inference device 1 and the fitness degree of the PID compensator 2 according to the magnitude of the deviation e. be done. In this method, as will be described later, it is possible to use the degree of fitness (of the consequent part) of a particular fuzzy rule obtained by m1ni calculation of the antecedent part of the fuzzy rule. For example, if the variables of the antecedent part of the fuzzy rule are e and its change e', then to obtain the change in fitness as shown in Figure 3 (A), If e=o, e' = Othen F=ZR−・−−
---------- Use the m1ni calculation result of the antecedent part when the variables e and e' are applied to the rule (■). That is, the complement of 1 of the m1nt operation result is given to the fuzzy adaptation value calculator 4, and the m1ni operation result is given as it is to the compensator adaptation value calculator 5. Here, the reason why the complement of 1 of the fitness value of the consequent of the fuzzy rule of the above equation 0 is given to the fuzzy fitness value calculator 4 is because the sensitivity of the fuzzy output becomes extremely low near e=0. This is because the PID compensator 2 compensates for this. In other words, in the vicinity of e=0, it is necessary to lower the fitness of the fuzzy inferencer l and increase the fitness of the PID compensator 2, so the adaptation (of the consequent part) of the fuzzy rule of equation 0 above This is because when the degree is high, it is necessary to conversely lower the degree of fitness of the fuzzy inference device 1 and increase the degree of fitness of the PID compensator 2.

上記のように、ファジィ演算内容によってファジィ推論
器1とPID補償器2の適合度を常時求めることにより
、第3図(B)に示すように加算器3の出力○は、e=
0の付近においてPID補償器2の補償の影響を大きく
受けたものとなる。
As mentioned above, by constantly determining the degree of compatibility between the fuzzy inference device 1 and the PID compensator 2 depending on the content of the fuzzy calculation, the output ○ of the adder 3 is calculated as e=
In the vicinity of 0, the compensation of the PID compensator 2 is greatly influenced.

このような制御によると、e=oの安定点の近傍におい
て、線形の制御部であるPID補償器2の補償量が大き
くなるために、ファジィ推論器1だけでは充分な感度を
得ることができない(充分な精度を得ることができない
)このe=0付近において感度が上がり精度が向上する
According to such control, the compensation amount of the PID compensator 2, which is a linear control section, becomes large near the stable point of e=o, so that sufficient sensitivity cannot be obtained with the fuzzy inference device 1 alone. Sensitivity increases near e=0 (sufficient accuracy cannot be obtained) and accuracy improves.

次に、実際に上記のファジィ制御装置をモータの位置制
御装置に適用した場合について説明する第4図はモータ
の位置制御装置の構成を示している。モータ10には位
置検出装置1).速度検出装置12が接続され、偏差演
算器13がこれらの検出装置の出力θ、■を得て、目標
値生成器14で生成される目標値θ1.■、との偏差を
演算する。θとθ、の偏差eおよびVとV、の偏差e′
はファジィ人力情報としてファジィ制御装置15に与え
られ、その出力はアンプ16でゲイン増幅され、モータ
lOに操作量として出力される。
Next, FIG. 4, which describes the case where the above fuzzy control device is actually applied to a motor position control device, shows the configuration of the motor position control device. The motor 10 has a position detection device 1). A speed detection device 12 is connected, and a deviation calculator 13 obtains the outputs θ and ■ of these detection devices, and generates a target value θ1 . ■Calculate the deviation from. Deviation e between θ and θ and deviation e′ between V and V
is given to the fuzzy control device 15 as fuzzy human power information, its output is gain amplified by the amplifier 16, and outputted to the motor IO as a manipulated variable.

また、ファジィ制御装置15にはPAD補償器2のゲイ
ン設定器17とファジィルールおよびメンバーシップ関
数の設定器18が接続されている。
Further, the fuzzy control device 15 is connected to a gain setter 17 of the PAD compensator 2 and a fuzzy rule and membership function setter 18.

上記の構成において、ファジィ制御装置15のファジィ
推論器1に対してはファジィルールおよびメンバーシッ
プ設定器18によりファジィルールとメンバーシップ関
数が設定される。メンバーシップ関数は各ルールの前件
部に対応するメンバーシップ関数および後件部に対応す
るメンバーシップ関数である。第5図はマトリノクスで
表したファジィルールを示し、第6図(A)は各ルール
の前件部のメンバーシップ関数、同図(B)は後件部の
メンバーシップ関数をそれぞれ示しているPID補償器
2に対しては補償器ゲイン設定器17によってPIDの
各制御装置に対するゲインを設定する。
In the above configuration, fuzzy rules and membership functions are set for the fuzzy inference device 1 of the fuzzy control device 15 by the fuzzy rule and membership setting device 18. The membership functions are a membership function corresponding to the antecedent part and a membership function corresponding to the consequent part of each rule. Figure 5 shows the fuzzy rules expressed as a matrix, Figure 6 (A) shows the membership function of the antecedent part of each rule, and Figure 6 (B) shows the membership function of the consequent part of each rule. For the compensator 2, a gain for each control device of the PID is set by a compensator gain setter 17.

第7図は上記の構成のモータ位置制御装置の信号波形図
である。目標回転角θ4および目標回転速度■、は図の
(A)、(B)に示すように速度台形カーブを描くもの
とする。目標値θ1.■。
FIG. 7 is a signal waveform diagram of the motor position control device having the above configuration. It is assumed that the target rotation angle θ4 and the target rotation speed ■ draw a speed trapezoidal curve as shown in (A) and (B) of the figure. Target value θ1. ■.

に対し、第7図(C)、(D)に示すように現在値θ、
■が変化すると、その偏差は同図(E)。
In contrast, as shown in FIGS. 7(C) and (D), the current value θ,
When ■ changes, the deviation is shown in the same figure (E).

(F)に示すようになる。この偏差角eおよび偏差回転
速度e′がファジィ制御装置t15の入力となる。
The result is as shown in (F). This deviation angle e and deviation rotational speed e' become input to the fuzzy control device t15.

今、原時点が第7図(E)、(F)のa点であるとする
と、ファジィ推論器1での演算は第8図に示すようにな
る。そして、後件部のメンバーシップ関数合成波形は第
9図に示すようになる。
Now, assuming that the original point is point a in FIGS. 7(E) and 7(F), the calculations in the fuzzy inference unit 1 are as shown in FIG. 8. The membership function composite waveform of the consequent part is as shown in FIG.

ここで、ファジィ推論器1の目的は、e=0゜e′=0
にすることであるから、ファジィHfi論器1の出力の
適合値はルール上5(またはルール上5の後件部)の適
合度から求める。したがって、第8図に示す演算内容で
は、ファジィ推論器1の適合度は0.5である。
Here, the purpose of the fuzzy reasoner 1 is e=0゜e'=0
Therefore, the fitness value of the output of the fuzzy Hfi logic unit 1 is obtained from the fitness of Rule 5 (or the consequent of Rule 5). Therefore, with the calculation contents shown in FIG. 8, the fitness of the fuzzy inference device 1 is 0.5.

一方、PID補償器2の構成が第10図のようであると
すると、K、、に、、Kvの各ゲインを(0,2)、 
 (0,4)、(0,1)とした場合(但し偏差Jed
tは−25とする)、PID補償器2内の加算器の出力
、すなわちPID補償器2の出力である0UT2は、 0.5.+1.0+2.5=4.0となる。
On the other hand, if the configuration of the PID compensator 2 is as shown in FIG.
(0,4), (0,1) (however, the deviation Jed
t is -25), the output of the adder in the PID compensator 2, that is, the output of the PID compensator 2, 0UT2, is 0.5. +1.0+2.5=4.0.

そして、ファジィ推論器1の適合度は第8図のルール上
5の演算より0.5であるので、ファジィ推論器1のゲ
インァジファイ出力(第9図の確定値)OUTIが1.
5であるとすると、ファジィ適合値計算器4では次の計
算が行われる。
Since the fitness of the fuzzy inference device 1 is 0.5 from the calculation of rule 5 in FIG. 8, the gain fuzzy inference output (determined value in FIG. 9) OUTI of the fuzzy inference device 1 is 1.
5, the fuzzy fitness value calculator 4 performs the following calculation.

1.5X (1−0,5)=0.75・・・■上記■式
で(1−0,5)はファジィifI論器lの適合度0.
5の1に対する補数である。
1.5X (1-0,5)=0.75... ■In the above equation (1), (1-0,5) is the fitness of the fuzzy ifI logic 0.
It is the complement of 5 to 1.

また、補償器適合値計算器5では、次の式が計算される
Further, the compensator adaptation value calculator 5 calculates the following equation.

4、OXo、5=2.0・・ ・■ 加算器3では上記■式および■式の結果を加算しく0.
75+2.0=2.75)、その値2゜75がPID補
償器2によって補償されたファジィ出力OUTとしてア
ンプ16に出力される。
4, OXo, 5=2.0... ・■ Adder 3 adds the results of the above formulas ■ and ■ to 0.
75+2.0=2.75), and the value 2°75 is outputted to the amplifier 16 as a fuzzy output OUT compensated by the PID compensator 2.

以上の動作によって、e=oの目標点の近辺でファジィ
推論出力が非常に低感度になるのをPID補償器2によ
って補償することができる。これに対して、例えば、e
=2.5.e’ =7.5の場合にはルールLLおよび
L4でファジィ演算され、それらの後件部の合成波形は
、第1)図に示すようになる。したがって、この場合に
はルールL5の適合度(ファジィ推論器lの適合度)が
Oとなる。つまづ、ファジィ適合値計算器4ではファジ
ィ推論器1の出力0UTIに(1−0)を乗じる計算が
行われる。また、PID補償器2の出力は、 0.2X2.5+0.4 X7. 5+2. 5=6. 0 となるが、この補償器2の適合度はOであるからこのP
ID補償器の影響は全く無い。したがって、このときの
加算器3の出力OUTは第1)図のデファジファイ出力
(rJT1定植)−4,0となる以上の動作のように、
ファジィ推論器と線形制御部であるPID補償器2とを
組み合わせることによって、また、ファジィ適合値計算
器4と補償器適合値計算器5を用いることによって、フ
ァジィ推論器1の人力変数の大きさに応じてPAD補償
器の補償度合を適当な大きさにすることができる。すわ
なち、上記の実施例では、第3図(B)に示すようにe
=0の安定点付近において低感度(精度が小さい)のフ
ァジィ出力をPID補償器2の補償により高感度(精度
が高い)にすることができる。さらに、安定点から離れ
た位置の非線形なモデルに対しては、非線形モデルに対
して高精度で対応することのできるファジィ推論器の制
御度合を強くすることができる。
By the above operation, the PID compensator 2 can compensate for the extremely low sensitivity of the fuzzy inference output near the target point of e=o. On the other hand, for example, e
=2.5. When e' = 7.5, fuzzy calculations are performed using rules LL and L4, and the composite waveform of their consequent is as shown in Figure 1). Therefore, in this case, the degree of suitability of rule L5 (the degree of suitability of fuzzy inference device l) is O. First of all, the fuzzy fitness value calculator 4 performs a calculation in which the output 0UTI of the fuzzy inference unit 1 is multiplied by (1-0). Also, the output of the PID compensator 2 is 0.2X2.5+0.4X7. 5+2. 5=6. 0, but since the fitness of this compensator 2 is O, this P
The ID compensator has no effect at all. Therefore, the output OUT of the adder 3 at this time is the defuzzify output (rJT1 planting) -4,0 in Figure 1).As in the above operation,
By combining the fuzzy inference machine and the PID compensator 2, which is a linear control unit, and by using the fuzzy fitness value calculator 4 and the compensator fitness value calculator 5, the magnitude of the human variables of the fuzzy inference machine 1 can be adjusted. The degree of compensation of the PAD compensator can be set to an appropriate level according to the following. That is, in the above embodiment, as shown in FIG. 3(B), e
A fuzzy output with low sensitivity (low accuracy) near the stable point of =0 can be made high sensitivity (high accuracy) by compensation by the PID compensator 2. Furthermore, for a nonlinear model located far from a stable point, the degree of control of the fuzzy inference device, which can respond to the nonlinear model with high precision, can be strengthened.

なお、上記の実施例では、ファジィ出力を補償するのに
線形の制御部であるPID補償器を使用したが、制御対
象によってはこのPID補償器に代えて非線形の制御部
や他のファジィ推論器を使用することもできる。
In the above embodiment, a PID compensator, which is a linear control unit, was used to compensate the fuzzy output, but depending on the object to be controlled, a nonlinear control unit or other fuzzy inference device may be used instead of the PID compensator. You can also use

(g1発明の効果 以上のようにこの発明によれば、1つのファジィ推論器
だけでは困難であった正確な制御が実現可能になり、ま
た、従来の線形制御部だけでは不可能であったモデル化
できない制御対象領域まで制御できるようになる。すな
わち、非常に適用範囲の広い制御系を構成できる利点が
ある。また、適合値計算器を使用することより、さらに
正確な制御が可能になり、また、適用範囲もより広範囲
となる。
(Effects of the g1 invention As described above, this invention makes it possible to achieve accurate control, which was difficult to achieve with only one fuzzy inference device, and also to realize models that were impossible with conventional linear controllers alone. This makes it possible to control areas to be controlled that cannot be controlled using the Adaptive Value Calculator.In other words, it has the advantage of being able to construct a control system with a very wide range of applicability.Also, by using the adaptive value calculator, even more accurate control is possible. Moreover, the scope of application becomes wider.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の第1の実施例のファジィ制御装置の
ブロック図、第2図はこの発明の第2の実施例のファジ
ィ制御装置のブロック図、第3図(A)、(B)は第2
図の実施例の動作を説明するための図、第4図は上記実
施例のファジィ制御装置を適用したモータ位置制御装置
の構成図、第5図はファジィルールを示す図、第6図(
A)(B)はファジィルールの前件部メンバーシップ関
数、後件部メンバーシップ関数を示す図、第7図(A)
〜(F)は上記モータ位置制御装置の信号波形図、第8
図はファジィ演算内容の一例を示す図、第9図はファジ
ィ演算時の後件部の合成波形を示す図、第1O図はPI
D補償器の構成図、第1)図はファジィ演算時の後件部
の合成波形を示す図である。
FIG. 1 is a block diagram of a fuzzy control device according to a first embodiment of this invention, FIG. 2 is a block diagram of a fuzzy control device according to a second embodiment of this invention, and FIGS. 3 (A) and (B) is the second
4 is a block diagram of a motor position control device to which the fuzzy control device of the above embodiment is applied, FIG. 5 is a diagram showing fuzzy rules, and FIG.
A) (B) is a diagram showing the membership function of the antecedent part and the membership function of the consequent part of the fuzzy rule, Fig. 7 (A)
~(F) is a signal waveform diagram of the motor position control device, No. 8
The figure shows an example of fuzzy calculation contents, Figure 9 shows the composite waveform of the consequent during fuzzy calculation, and Figure 1O shows the PI
The configuration diagram of the D compensator, Figure 1) is a diagram showing a composite waveform of the consequent part during fuzzy calculation.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ファジィ推論器と、 線形または非線形の制御部からなる補償器と、前記ファ
ジィ推論器の出力と前記補償器の出力を所定の比率で加
算する加算器とを備えてなるファジィ制御装置。
(1) A fuzzy control device comprising: a fuzzy inference device; a compensator including a linear or nonlinear control section; and an adder that adds the output of the fuzzy inference device and the output of the compensator at a predetermined ratio.
(2)ファジィ推論器と、 線形または非線形の制御部からなる補償器と、前記ファ
ジィ推論器の出力の適合値、および前記補償器の出力の
適合値をファジィ演算内容から求める適合値計算器と、 上記2つの適合値を加算する加算器と、を備えてなるフ
ァジィ制御装置。
(2) a fuzzy inference device, a compensator comprising a linear or non-linear control section, and a fitness value calculator that calculates a fitness value of the output of the fuzzy inference machine and a fitness value of the output of the compensator from fuzzy operation contents; , an adder that adds the two matching values.
JP1170778A 1989-06-30 1989-06-30 Fuzzy controller Pending JPH0335301A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1170778A JPH0335301A (en) 1989-06-30 1989-06-30 Fuzzy controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1170778A JPH0335301A (en) 1989-06-30 1989-06-30 Fuzzy controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0335301A true JPH0335301A (en) 1991-02-15

Family

ID=15911201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1170778A Pending JPH0335301A (en) 1989-06-30 1989-06-30 Fuzzy controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0335301A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0385602A (en) * 1989-08-30 1991-04-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuzzy control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0385602A (en) * 1989-08-30 1991-04-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuzzy control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6428965B1 (en) Electric power steering device
JPH0635505A (en) Automatic controller
US20030135290A1 (en) Vehicle road wheel fuzzy logic control system and method of implementing a fuzzy logic strategy for same
JPH0335301A (en) Fuzzy controller
JPH05111889A (en) Control of variable control type robot
JP2733881B2 (en) Adaptive sliding mode control method based on PI control loop
EP0428742A1 (en) Method of sliding mode control
JPH0728527A (en) Correction processing method for coulomb's friction
WO1990010260A1 (en) Method of sliding mode control
JPS62217304A (en) Automatic controller
JPH0378003A (en) Fuzzy controller
JPH08506440A (en) Control device
JPH0272404A (en) Deciding method for membership function
JP2553408B2 (en) Control device
JP2588202B2 (en) PID control device
JP2806933B2 (en) Tool compensation method
JPH0410103A (en) Process controller
JPH0350602A (en) Gain setting device for robot
JPH01250102A (en) Controller
JPH0258107A (en) Operator support/control system at the time of teaching robot
JP2517616B2 (en) Parameter adaptation method in fuzzy feedback control.
JPH02140802A (en) Self correction type fuzzy control method
JPS6258002B2 (en)
JPH0391801A (en) Controller for subject having nonlinear dynamic characteristic
JPH05161378A (en) Positioning controller