JPH0371303A - Fuzzy controller - Google Patents
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- JPH0371303A JPH0371303A JP1209044A JP20904489A JPH0371303A JP H0371303 A JPH0371303 A JP H0371303A JP 1209044 A JP1209044 A JP 1209044A JP 20904489 A JP20904489 A JP 20904489A JP H0371303 A JPH0371303 A JP H0371303A
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N7/00—Computing arrangements based on specific mathematical models
- G06N7/02—Computing arrangements based on specific mathematical models using fuzzy logic
- G06N7/026—Development tools for entering the parameters of a fuzzy system
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、ファジィコントローラのルール評価構成に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a rule evaluation configuration for a fuzzy controller.
(従来の技術)
ファジィコントローラにおいては、与えられる入力変数
値の前件部メンバーシップ関数それぞれにおける適合度
を算出し、各ルールにおいてそれら適合度の最小値であ
る前件部適合度を算出し、それら前件部適合度により各
ルールにおいて後件部メンバーシップ関数のトランケー
ションを行い、次に、トランケーションを行った各後件
部メンバーシップ関数の重ね合わせを行い、その重心位
置に対応する確定値を入力変数値に対して出力している
。(Prior art) In a fuzzy controller, the degree of fitness for each antecedent membership function of a given input variable value is calculated, and the antecedent degree of fitness, which is the minimum value of these degrees of fitness, is calculated for each rule. The consequent membership function is truncated in each rule based on the antecedent fitness, and then the consequent membership functions that have been truncated are superimposed, and the determined value corresponding to the center of gravity is calculated. It is outputting for the input variable value.
(発明が解決しようとする課題)
上記のように、ファジィコントローラにおいては入力変
数値に対してすべてのファジィルールにおいて推論を行
う。したがって、推論がソフトウェアによりなされる場
合は、推論が順次行われるのでルール数が多いと処理時
間が長くなって、出力変数値が迅速に得られなくなり、
推論がハードウェアにより行われる場合はルール数に対
応する推論ボードが必要となり、装置が複雑でコスト高
なものとなるという基本的な問題があった。(Problem to be Solved by the Invention) As described above, in the fuzzy controller, inference is performed for input variable values using all fuzzy rules. Therefore, when inference is made by software, the inference is performed sequentially, so if there are many rules, the processing time becomes longer, and output variable values cannot be obtained quickly.
When inference is performed by hardware, an inference board corresponding to the number of rules is required, which poses the basic problem of making the device complex and expensive.
一方ファジィルールの設定は、制御対象機器の制御に携
わる者が制御ノウハウ等を加味して適宜行うもので、フ
ァジィルールの中には、実際は出力に対してほとんど影
響を与えないようなファジィルールが含まれているよう
な場合も多い。On the other hand, fuzzy rules are set by those involved in controlling the equipment to be controlled, taking into account control know-how, etc., and some fuzzy rules actually have little effect on the output. In many cases, it is included.
本発明は上記の問題点に鑑みてなしたもので、出力に影
響を及ぼさないファジィルールの認識が容易に行えるフ
ァジィコントローラを提供することを目的とする。The present invention was made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuzzy controller that can easily recognize fuzzy rules that do not affect output.
(課題を解決するための手段)
本発明は、このような目的を達成するために、与えられ
る入力変数値に対する出力変数値を、記憶手段に記憶さ
れるファジィルールおよびメンバーシップ関数に基づい
て、推論手段により推論して出力するファジィコントロ
ーラにおいて、ルール評価の操作指令に基づいて、前記
記憶手段に記憶されるファジィルールの中から特定のル
ールを除いたルールにおいて前記推論手段に推論を行わ
す推論制御手段と、前記特定のルールを除いたルールに
おける前記推論手段の推論による出力変数値の通常の出
力変数値に対する変化量を算出する変化量算出手段と、
前記変化量の報知手段とを備えてなる構成とした。(Means for Solving the Problems) In order to achieve such an object, the present invention calculates output variable values for given input variable values based on fuzzy rules and membership functions stored in a storage means. In a fuzzy controller that infers and outputs an inference by an inference means, based on an operation command for rule evaluation, the inference causes the inference means to make an inference in a rule excluding a specific rule from fuzzy rules stored in the storage means. a control means, and a change amount calculation means for calculating an amount of change in an output variable value based on the inference of the inference means in a rule other than the specific rule, with respect to a normal output variable value;
and a means for notifying the amount of change.
(作用)
上記構成によれば、ルール評価の操作指令に基づいて、
記憶手段に記憶されるファジィルールの中から特定のル
ールを除いたルールにおいて推論が行われ、その推論に
よる出力変数値の通、常の出力変数値に対する変化量が
算出され、その変化量が報知される。(Operation) According to the above configuration, based on the operation command for rule evaluation,
Inference is performed using the fuzzy rules stored in the storage means excluding specific rules, and the amount of change in the output variable value based on the inference from the normal output variable value is calculated, and the amount of change is reported. be done.
そして、その変化量が無いルール、変化量が少ないルー
ルは、推論に影響を与えないルールとして除去する。Then, rules with no amount of change or rules with a small amount of change are removed as rules that do not affect inference.
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。第1図は本発明のファジィコントローラの全体構成を
示すブロック図であり、推論過程をソフトウェア処理す
るタイプのものを示している。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the fuzzy controller of the present invention, and shows a type in which the inference process is processed by software.
図において符号1は制御部であり、制御部1はマイクロ
コンピュータにより構成されるCPU2とメモリ3とか
ら構成されている。制御部lにはCRT4、操作部とし
てのキーボード5がそれぞれ接続されている。In the figure, reference numeral 1 denotes a control section, and the control section 1 is composed of a CPU 2 constituted by a microcomputer and a memory 3. A CRT 4 and a keyboard 5 as an operation section are connected to the control section 1, respectively.
上記の構成において、制御部lのCPU2はファジィ推
論手段として推論動作を行うとともに、CRT4の動作
制御を行うものであり、さらにキーボード5におけるル
ール評価の操作指令に基づいて、メモリ3に記憶される
ファジィルールの中から特定のルールを除いたルールに
おいて推論を行わす推論制御手段、上記特定のルールを
除いたルールにおける推論による出力変数値の通常の出
力変数値に対する変化量を算出する変化量算出手段とし
ても機能する。In the above configuration, the CPU 2 of the control unit 1 performs inference operations as a fuzzy inference means, and also controls the operation of the CRT 4. Based on the operation command for rule evaluation from the keyboard 5, the CPU 2 stores information in the memory 3. An inference control means that performs inference using a rule excluding a specific rule from fuzzy rules, and a change amount calculation that calculates the amount of change in the output variable value from the normal output variable value due to inference in the rule excluding the specific rule. It also functions as a means.
記憶手段としてのメモリ3には、装置の基本動作プログ
ラム、各種メンバーシップ関数と各種ファジィ推論ルー
ル等を含むファジィ推論プログラム、算出によって得ら
れる変化量が記憶される。The memory 3 as a storage means stores a basic operation program of the device, a fuzzy inference program including various membership functions and various fuzzy inference rules, and the amount of change obtained by calculation.
CRT4は、上記変化量の報知手段としても機能する。The CRT 4 also functions as a means for notifying the amount of change.
メンバーシップ関数及びファジィ推論ルールの入力は、
キーボード5によりCRT4における表示を確認しなが
ら行うもので、その入力値に基づくメンバーシップ関数
及びファジィルールがメモリ3に記憶される。The input of the membership function and fuzzy inference rules is
This is done while checking the display on the CRT 4 using the keyboard 5, and the membership functions and fuzzy rules based on the input values are stored in the memory 3.
次に、上記ファジィコントローラの動作について説明す
る。Next, the operation of the fuzzy controller will be explained.
ファジィコントローラは、制御対象機器10のセンサi
tそれぞれからの人力があると、CPU2においてメモ
リ3に記憶されるメンバーシップ関数とファジィ推論ル
ールとに基づいてファジィ推論を行い、出力変数値を操
作量として制御対象機器10の制御対象部12に与える
ものである。The fuzzy controller controls the sensor i of the device 10 to be controlled.
If there is human power from each of them, the CPU 2 performs fuzzy inference based on the membership function and fuzzy inference rules stored in the memory 3, and outputs the output variable value to the control target section 12 of the control target device 10 as a manipulated variable. It is something to give.
次に、本発明のファジィコントローラにおけるルール評
価動作について、第2図のフローチャートを参照して説
明する。Next, the rule evaluation operation in the fuzzy controller of the present invention will be explained with reference to the flowchart in FIG.
まず、キーボード5において評価操作が行われると(ス
テップS1)、メモリ3における、[ir X1=A
、X2=B then y=C]という1つのルー
ル以外のすべてのルールにおける推論が行われてその出
力変数値が算出される(ステップS2)。この出力変数
値がメモリ3に記憶される入力変数値−出力変数値対応
テーブルTにおける通常の出力変数値と比較されてその
変化量が算出され(ステップS3)、その変化量はメモ
リ3に記憶される(ステップS4)。First, when an evaluation operation is performed on the keyboard 5 (step S1), [ir X1=A
, X2=B then y=C], and the output variable values thereof are calculated (step S2). This output variable value is compared with the normal output variable value in the input variable value-output variable value correspondence table T stored in the memory 3, the amount of change is calculated (step S3), and the amount of change is stored in the memory 3. (Step S4).
上記の入力変数値−出力変数値対応テーブルTは、この
ファジィコントローラが制御に用いられるに先立って、
人力変数値XI、X2の全ての組み合わせに対する出力
変数値Uをファジィ推論し、その出力変数値が、第3図
に示すように、マトリックス形式においてメモリ3に記
憶されたものである。例えば、入力変数値xiがi、x
2がjの場合、出力変数値はUijとなっている。The above input variable value-output variable value correspondence table T is created before this fuzzy controller is used for control.
Output variable values U for all combinations of human variable values XI and X2 are fuzzy inferred, and the output variable values are stored in the memory 3 in matrix form as shown in FIG. For example, input variable values xi are i, x
When 2 is j, the output variable value is Uij.
そして、全ルールに関する評価が終了したかどうかを判
定して(ステップS5)、終了していない場合はステッ
プ2に移行して次のルールの評価を行うもので、このよ
うにして順次全ルールの評価が行われる。全ルールに関
する評価が終了すると、」二足のステップ4で記憶した
全変化量の表示を、第4図に示すようなマトリックス形
式の出力変数値変化量図Gにおいて、CRT4で表示す
る(ステップS6)。Then, it is determined whether the evaluation of all rules has been completed (step S5), and if the evaluation has not been completed, the process moves to step 2 to evaluate the next rule. Evaluation takes place. When the evaluation of all the rules is completed, the total amount of change stored in step 4 is displayed on the CRT 4 in the output variable value change amount diagram G in a matrix format as shown in FIG. 4 (step S6). ).
この表示は変化量の度合いに対応して行われ、変化量大
きさ応じて、例えば第4図に示されるように濃淡表示さ
れ、その表示a度によりその変化量が認識される。例え
ば、第4図の表示例においては、表示の無いxlをPL
とする全てのルール、X2をPL及びNLとする全ての
ルールにおける変化量がなく、表示濃度が大となるに従
って変化量が大きくなり、x 1=ZR,X 2=PS
であるルールにおける変化量が最も大きいことを示して
いる。This display is performed in accordance with the degree of the amount of change, and is displayed in shading as shown in FIG. 4, for example, depending on the magnitude of the amount of change, and the amount of change can be recognized by the degree of the display. For example, in the display example of Fig. 4, xl with no display is PL
There is no change in all rules where X2 is PL and NL, and the amount of change increases as the display density increases, x 1 = ZR, X 2 = PS
This shows that the amount of change in the rule is the largest.
したがって、上記のような表示があった場合は、XIを
PI、とするルールの全て、x2をP L及びNLとす
るルールの全ては出力に対して影響を持たないと判定で
き、これによりそれらルールを削除すればよい。変化量
の表示は色分は表示に行ってもよく、さらに数値表示し
てもよい。Therefore, if there is a display like the one above, it can be determined that all the rules that set XI as PI and all the rules that set x2 as PL and NL have no effect on the output. Just delete the rule. The amount of change may be displayed by color, or may be displayed numerically.
上記における変化量の算出は、例えば、xl=NS、x
2=PSとするルールが除去されてその出力変数値が
変化する範囲は、そのルールに関係するメンバーシップ
関数NS、PSに対応する部分のみであるので、その部
分、すなわちxlがa〜b、x2がc−dの部分におけ
る出力変数値の総和を算出し、その総和を通常の出力変
数値総和と比較することにより行うもので、このように
ルール毎に全体の出力変数値を算出することなく、必要
部分における変化量の算出行うようにすれば、算出処理
が迅速に行われる。The calculation of the amount of change in the above is, for example, xl=NS, x
The range in which the output variable value changes when the rule that sets 2=PS is removed is only the part corresponding to the membership functions NS and PS related to that rule, so that part, that is, xl is a to b, This is done by calculating the sum of output variable values in the part where x2 is c-d, and comparing that sum with the normal sum of output variable values.In this way, the overall output variable value is calculated for each rule. If the amount of change is calculated in the necessary portion instead of the above, the calculation process can be performed quickly.
上記の実施例においては、変化量の報知をCRT4を用
いて行うようにしたが、プリンタを用いて変化量をプリ
ントアウトするようにしてもよい。In the above embodiment, the amount of change is notified using the CRT 4, but the amount of change may be printed out using a printer.
(発明の効果)
したがって本発明によれば、ルール評価の操作指令に基
づいて、記憶手段に記憶されるファジィルールの中から
特定のルールを除いたルールにおいて推論が行われ、そ
の推論にょる出力変数値の通常の出力変数値に対する変
化量が算出され、その変化量が報知されるようになり、
その報知結果に従って、変化量が無いルール、変化量が
少ないルールを、推論に影響を与えないルールとして除
去することができるようになった。(Effects of the Invention) Therefore, according to the present invention, based on the operation command for rule evaluation, inference is performed on rules excluding a specific rule from among the fuzzy rules stored in the storage means, and an output based on the inference is performed. The amount of change in the variable value from the normal output variable value is calculated, and the amount of change is reported.
According to the notification results, rules with no amount of change or rules with a small amount of change can now be removed as rules that do not affect inference.
その結果、必要最小限のルールによるファジィ推論を行
うファジィコントローラが得られるようになり、ファジ
ィ推論をソフトウェア処理を行う場合には処理動作が迅
速な、ファジィ推論をハードウェア処理を行う場合には
装置構成が簡単でコスト安なファジィコントローラが得
られるようになった。As a result, it has become possible to obtain a fuzzy controller that performs fuzzy inference using the minimum necessary rules. A fuzzy controller with simple configuration and low cost can now be obtained.
第1図ないし第4図は本発明の実施例に関し、第1図は
ファジィコントローラの構成図、第2図は動作説明に供
するフローチャート、第3図は入力変数値−出力変数値
対応テーブルを示ず構成図1、第4図は変化量の表示例
を示す図である。
2・・・CPU(
山手段)
3・・・メモリ(
4・・・CRT(
推論手段、
記憶手段)
報知手段)
推論制御手段、
変化量界Figures 1 to 4 relate to embodiments of the present invention; Figure 1 is a configuration diagram of a fuzzy controller, Figure 2 is a flowchart for explaining the operation, and Figure 3 is a correspondence table between input variable values and output variable values. 1 and 4 are diagrams showing examples of display of the amount of change. 2...CPU (mountain means) 3...Memory (4...CRT (inference means, storage means) notification means) Inference control means, change amount field
Claims (1)
憶手段に記憶されるファジィルールおよびメンバーシッ
プ関数に基づいて、推論手段により推論して出力するフ
ァジィコントローラにおいて、 ルール評価の操作指令に基づいて、前記記憶手段に記憶
されるファジィルールの中から特定のルールを除いたル
ールにおいて前記推論手段に推論を行わす推論制御手段
と、 前記特定のルールを除いたルールにおける前記推論手段
の推論による出力変数値の通常の出力変数値に対する変
化量を算出する変化量算出手段と、前記変化量の報知手
段と、 を備えてなることを特徴とするファジィコントローラ。(1) In a fuzzy controller that infers and outputs an output variable value for a given input variable value by an inference means based on fuzzy rules and membership functions stored in a storage means, based on an operation command for rule evaluation. , an inference control means for causing the inference means to make an inference based on a rule excluding a specific rule from among the fuzzy rules stored in the storage means; and an output based on the inference of the inference means in the rule excluding the specific rule. A fuzzy controller comprising: a change amount calculation means for calculating a change amount of a variable value with respect to a normal output variable value; and a change amount reporting means.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1209044A JPH0371303A (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Fuzzy controller |
AU54019/90A AU5401990A (en) | 1989-04-14 | 1990-04-09 | Method and apparatus for evaluating membership functions or rules in fuzzy inference |
CA002050888A CA2050888C (en) | 1989-04-14 | 1990-04-09 | Method of and apparatus for evaluating membership functions or rules in fuzzy reasoning system |
US07/768,675 US5305425A (en) | 1989-04-14 | 1990-04-09 | Method of and apparatus for evaluating membership functions or rules in fuzzy reasoning system |
PCT/JP1990/000480 WO1990013082A1 (en) | 1989-04-14 | 1990-04-09 | Method and apparatus for evaluating membership functions or rules in fuzzy inference |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1209044A JPH0371303A (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Fuzzy controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0371303A true JPH0371303A (en) | 1991-03-27 |
Family
ID=16566330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1209044A Pending JPH0371303A (en) | 1989-04-14 | 1989-08-11 | Fuzzy controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0371303A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5267348A (en) * | 1990-03-09 | 1993-11-30 | Hitachi, Ltd. | Method and system for evaluating and modifying fuzzy knowledge |
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US5485551A (en) * | 1990-07-26 | 1996-01-16 | Omron Corporation | Fuzzy inference device |
JP2009157878A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-16 | Hitachi Ltd | Fuzzy controller, plant system, and fuzzy control method |
GB2491472B (en) * | 2011-06-02 | 2018-06-06 | Univ Cranfield | Additive Layer Manufacture |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP1209044A patent/JPH0371303A/en active Pending
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