JPH0387901A - ルール変更が可能な制御装置およびその動作方法 - Google Patents

ルール変更が可能な制御装置およびその動作方法

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JPH0387901A
JPH0387901A JP1223272A JP22327289A JPH0387901A JP H0387901 A JPH0387901 A JP H0387901A JP 1223272 A JP1223272 A JP 1223272A JP 22327289 A JP22327289 A JP 22327289A JP H0387901 A JPH0387901 A JP H0387901A
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JP
Japan
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output
fuzzy
rule
fuzzy inference
change
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JP1223272A
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Inventor
Hajime Nishidai
元 西台
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
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 稼動中にルール変更が可能なファジィ制御装置において
、ルール変更に際してルール変更直前のファジィ推論出
力を記憶し、ルール変更後は記憶されたルール変更直前
のファジィ推論出力とルール変更後のファジィ推論出力
とを合成してファジィ制御出力を発生し、ルール変更時
点からの時間の経過とともにファジィ制御出力における
ルール変更直前のファジィ推論出力の割合が徐々に小さ
くなりかつルール変更後のファジィ推論出力の割合が徐
々に大きくなるように合成比を変更し。
ルール変更時点から所定時間経過後はルール変更後のフ
ァジィ推論出力をファジィ制御出力として出力する。こ
れにより、ルール変更時における出力の急激な変化を防
止し、なめらかな切換えを行なうことができる。
発明の背景 技術分野 この発明は、ファジィ推論実行中(稼動中)にルールの
変更が可能なファジィ制御装置およびその動作方法に関
する。
従来技術とその問題点 ファジィ制御装置は、制御対象からの制御量を入力して
、いわゆるモーダス・ボネンスのファジィ推論を実行し
、制御対象に与えるべき操作量(ファジィ制御出力)を
出力する。このファジィ推論はIf、 then形式の
制御ルール(If、 thenルール)によって表現さ
れることが多い。
ファジィ制御装置にはファジィ推論の実行中(稼動中)
に手動または遠隔操作によって制御ルールを変更するこ
とができるものがある。このようなファジィ制御装置に
おいては変更されたルールの内容いかんによってはファ
ジィ制御出力が急激に変化する可能性がある。ファジィ
制御出力が急激に変化すると制御対象に悪影響を及ぼす
おそれがある。
発明の概要 発明の目的 この発明は、稼動中にルールが変更された場合でも、フ
ァジィ制御出力を滑らかに変化させることができるファ
ジィ制御装置およびその動作方法を提供することを目的
とする。
発明の構成0作用および効果 この発明によるルール変更が可能なファジィ制御装置は
、稼動中にルール変更が可能なファジィ推論手段、ルー
ル変更直前のファジィ推論出力を記憶する手段、記憶さ
れたルール変更直前のファジィ推論出力とルール変更後
のファジィ推論出力とを合成してファジィ制御出力とし
て出力する合成出力手段、およびルール変更時点からの
時間の経過とともに上記合成出力手段のファジィ制御出
力におけるルール変更直前のファジィ推論出力の割合が
徐々に小さくなりかつルール変更後のファジィ推論出力
の割合が徐々に大きくなるように上記合成出力手段の合
成比を変更し、ルール変更時点から所定時間経過後はル
ール変更後のファジィ推論出力をファジィ制御出力とし
て出力するように制御する手段を備えていることを特徴
とする。
この発明による稼動中にルール変更が可能なファジィ推
論手段を含むファジィ制御装置の動作方法は、ルールの
変更にさいして、ルール変更直前のファジィ推論出力を
記憶し、ルール変更後は記憶されたルール変更直前のフ
ァジィ推論出力とルール変更後のファジィ推論出力とを
合成してファジィ制御出力を発生し、ルール変更時点か
らの時間の経過とともにファジィ制御出力におけるルー
ル変更直前のファジィ推論出力の割合が徐々に小さくな
りかつルール変更後のファジィ推論出力の割合が徐々に
大きくなるように合成比を変更し、ルール変更時点から
所定時間経過後はルール変更後のファジィ推論出力をフ
ァジィ制御出力として出力することを特徴とする。
この発明によるとファジィ制御装置のルールが変更され
たときに、保持されているルール変更直前のファジィ推
論出力とルール変更後のファジィ推論出力とが合成され
、この合成においてルール変更後のファジィ推論出力の
割合が徐々に大きくなり、ルール変更直前のファジィ推
論出力の割合が徐々に小さくなるので、ファジィ制御出
力はルール変更直前の値からルール変更後の値に滑らか
に変化し、急激に変化することがない。したがって制御
対象に悪影響を及ぼすこともない。
また、ファジィ推論の出力を処理しており。
ルール数や入力数には関係なく、ファジィ推論手段の構
成を変更する必要がないから、ファジィ制御装置の構成
が複雑となることもない。
実施例の説明 第1図はこの発明の実施例を示すもので、ファジィ制御
装置の電気的構成を示すブロック図である。また第2図
は第1図における各回路の動作を説明するためのタイム
・チャートである。
ファジィ制御回路toは、ファジィ・コントローラ、フ
ァジィ推論装置等とも呼ばれ、所定のルール(If、 
thenルール)にしたがってファジィ推論を実行する
ものである。ファジィ制御回路工0にはファジィ推論の
ための専用デイバイス(アナログ・タイプ、ディジタル
やタイプを問わず)(たとえば「日経エレクトロニクス
J 1987年7月27日、第148頁〜第152頁1
日経マグロウヒル社を参照)のみならず、ファジィ推論
を実行するようにプログラムされたバイナリイ・タイプ
のコンピュータ、プロセッサ等を含む。
ファジィ制御回路10は設定されたルールにしたがい、
与えられる制御入力に応じてファジィ推論を行ない、そ
の結果であるファジィ推論出力を発生する。このファジ
ィ推論出力はサンプル/ホールド回路13および後述す
る出力切換回路20の係数器(または増幅回路)22に
与えられる。
サンプル/ホールド回路13はスイッチ回路14゜コン
デンサ15およびバッファ増幅器16から構成される。
バッファ増幅器1Bの入力端子はスイッチ回路14を介
してファジィ制御回路10の出力端子に接続され、かつ
一端が接地されているコンデンサ15に接続されている
。スイッチ回路14は後述するタイミング制御回路12
から与えられる制御信号によってオン、オフ制御される
。サンプル/ホールド回路13の出力は出力切換回路2
0の係数器(または増幅回路) 21に与えられる。
ファジィ制御回路10のファジィ推論のための制御ルー
ルはルール設定スイッチ11によって設定される。ルー
ル設定スイッチ11によって設定されたルールはスイッ
チSwがオンとなったときにファジィ制御回路10に読
込まれる。ルール設定スイッチ11の切換等によって制
御ルールの変更も可能である。スイッチSwはタイミン
グ制御回路12から出力される設定読み込み信号によっ
てオンとされる。
出力切換回路20は関数発生回路23.上述の係数器2
1.22.および係数器21と22の出力を加算する加
算器25から構成されている。関数発生回路23は、タ
イミング制御回路12から与えられるトリガ信号に同期
して急激に立上りその後時間の経過とともにレベルが徐
々に減少する関数信号(たとえば直線的、指数関数的ま
たは階段状に減少するもの)を出力する。関数発生回路
23から出力される関数信号は係数器21および22に
与えられ、その係数(またはゲイン)αおよびl−αを
変化させるとともに、タイミング制御回路12に与えら
れる。
係数αは上記関数信号と同じように変化する。関数発生
回路23には出力される関数信号の時定数を調整するた
めの可変抵抗器24が設けられている。
これにより経過時間に対する関数値の減少の割合を適宜
窓めることができる。加算器25の出力が制御対象に与
えられる制御出力となる。
ファジィ制御回路10の動作中にその制御ルールを変更
するときには、操作者はルール設定スイッチllのスイ
ッチを所望のルールが設定されるように切換える。そし
て、ルールを変更すべき時点で変更トリガ信号をタイミ
ング制御回路12に与える。
この変更トリガ信号の立上りに同期してタイミング制御
回路12からサンプル/ホールド回路13のスイッチ回
路14に制御信号が与えられる。これによりスイッチ回
路14はオフとされる。したがって、スイッチ回路14
がオフとなる直前(すなわちルール変更直前)における
ファジィ制御回路1oのファジィ推論出力(電圧)がコ
ンデンサ15に保持される。
次に変更トリガ信号の立下りに同期してスイッチSwに
設定読込み信号が与えられる。これによりスイッチSw
が一時的にオンとなり、ルール設定スイッチ11に設定
された新しいルールがファジィ制御回路10に取込まれ
、これ以降はファジィ制御回路lOは新しく設定された
ルールにしたがってファジィ推論を実行する。
さらに変更トリガ信号の立下りの時点でタイミング制御
回路12からトリガ信号が関数発生回路23に与えられ
、この回路23は瞬間的に立上り(このとき係数αは1
となる)、その後徐々に減少する関数信号を発生する。
サンプル/ホールド回路13に保持されているルール変
更直前のファジィ制御出力は係数器21に与えられる。
またファジィ制御回路lOのファジィ推論出力(ルール
変更後の出力)は係数器22に与えられる。係数器21
はルール変更直前のファジィ推論出力を係数0倍して出
力する。係数器22はルール変更後のファジィ推論出力
を(1−α)倍して出力する。係数器21および22の
出力は加算器25に与えられ、加算されてファジィ制御
出力として出力される。
係数αは第2図に示すように時間経過とともに単調に減
少する。このためルールが変更されたときには、出力切
換回路20から出力される制御出力のうちルール変更直
前のファジィ推論出力の占める割合は徐々に小さくなり
、ルール変更後のファジィ推論出力の占める割合は徐々
に大きくなる。
したがって、ルールの変更にともなって制御出力が急激
に変化することはなく、ルール変更直前の値からルール
変更後の値に滑らかに変化することになる。
ルール変更時点から一定時間が経過して関数信号(係数
α)が所定のスレシホールド・レベル以下となると、タ
イミング制御回路12からサンプル/ホールド回路13
のスイッチ回路14に与えられている制御信号は停止し
、スイッチ回路14がオンとなる。これにより、ファジ
ィ制御回路10のファジィ推論出力は常時サンプル/ホ
ールド回路i3に与えられることになる。また、係数α
は殆ど零または零となるから、ルール変更後のファジィ
制御回路10のファジィ推論出力が係数器22.加算器
25を通ってファジィ制御出力として出力される。
第3図はこの発明をコンピュータ・システムにおけるソ
フトウェアで実現した場合のファジィ制御装置の動作の
手順の一例を示すフローチャートである。この場合には
ファジィ推論もまたコンピュータ・システムのソフトウ
ェアで実現される。
まずルール変更直前のファジィ推論出力とルール変更後
のファジィ推論出力の合成比(加算する割合)を定める
パラメータαがクリアされる(ステップ31)。次にフ
ァジィ推論のルールが変更されるかどうか(ルール変更
指令の人力があったかどうか)が判断される(ステップ
32)。ルールが変更されるときには(ステップ32で
YES ) 、パラメータαが1に設定され、ルール変
更直前のファジィ推論値OHが記憶される(ステップ3
3゜34)。そしてルールの変更が行なわれる(ステッ
プ35)。
ルール変更指令が無い場合には(ルール変更後も含む)
(ステップ32でNo)入力値に応じてファジィ推論が
行なわれ、その推論値OFが記憶される(ステップ3B
)。次にファジィ制御出力値がパラメータαと記憶して
いるルール変更直前の推論値OHと今回の推論値0.と
を用いて1式α・OH+(1−α)・OFにより算出さ
れ、制御出力として出力される(ステップ37)。
次にパラメータαがOか否かが判断される(ステップ3
8)。パラメータαがOでなければ(ステップ38でN
o) 、現在のパラメータαから微小量Δα(0くΔα
く1)が減算され、この減算結果が新たなパラメータα
として設定される(ステップ39)。続いて新たなパラ
メータαが負かどうかが判断される(ステップ40)。
パラメータαが正ならば(ステップ40でNO)、ステ
ップ32に戻りステップ38〜39の処理が繰返される
。これによりパラメータαは徐々に減少していくので、
ファジィ制御出力のうちルール変更直前のファジィ推論
出力の割合は小さくなりルール変更後のファジィ推論出
力の割合が大きくなる。
新たなパラメータαが負になると、αは強制的に0に設
定される(ステップ41)。
パラメータαがOの場合には(ステップ38でYES 
) 、パラメータαの更新処理は行なわれず。
ステップ32に戻り、ステップ38.37の処理が繰返
される。この場合にはルール変更後のファジィ推論値O
Fがファジィ制御出力となり出力される。
第3図に示すフローチャートの処理手順によるとパラメ
ータαは一定値Δαづつ徐々に減少することとなるが、
これに限らず単調に減少するものであればよい。したが
ってたとえばパラメータαは指数関数的に徐々に減少し
ていくようなものでもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示すもので、ファジィ制御
装置の電気的構成を示すブロック図、第2図は第1図に
おける各回路の動作を示すタイム◆チャート、第3図は
この発明をソフトウェアで実現した実施例を示し、ファ
ジィ制御装置の動作制御の処理手順を示すフローチャー
トである。 lO・・・ファジィ制御回路。 11・・・ルール設定スイッチ。 13・・・サンプル/ホールド回路。 20・・・出力切換回路。 21、22・・・係数器。 23・・・関数発生回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)稼動中にルール変更が可能なファジィ推論手段、 ルール変更直前のファジィ推論出力を記憶する手段、 記憶されたルール変更直前のファジィ推論出力とルール
    変更後のファジィ推論出力とを合成してファジィ制御出
    力として出力する合成出力手段、および ルール変更時点からの時間の経過とともに上記合成出力
    手段のファジィ制御出力におけるルール変更直前のファ
    ジィ推論出力の割合が徐々に小さくなりかつルール変更
    後のファジィ推論出力の割合が徐々に大きくなるように
    上記合成出力手段の合成比を変更し、ルール変更時点か
    ら所定時間経過後はルール変更後のファジィ推論出力を
    ファジィ制御出力として出力するように制御する手段、 を備えたルール変更が可能なファジィ制御装置。
  2. (2)稼動中にルール変更が可能なファジィ推論手段を
    含むファジィ制御装置の動作方法であり、ルールの変更
    にさいして、ルール変更直前のファジィ推論出力を記憶
    し、 ルール変更後は記憶されたルール変更直前のファジィ推
    論出力とルール変更後のファジィ推論出力とを合成して
    ファジィ制御出力を発生し、ルール変更時点からの時間
    の経過とともにファジィ制御出力におけるルール変更直
    前のファジィ推論出力の割合が徐々に小さくなりかつル
    ール変更後のファジィ推論出力の割合が徐々に大きくな
    るように合成比を変更し、 ルール変更時点から所定時間経過後はルール変更後のフ
    ァジィ推論出力をファジィ制御出力として出力する、 ルール変更が可能なファジィ制御装置の動作方法。
JP1223272A 1989-08-31 1989-08-31 ルール変更が可能な制御装置およびその動作方法 Pending JPH0387901A (ja)

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CA002062742A CA2062742C (en) 1989-08-31 1990-07-10 Fuzzy control apparatus in which rules can be changed, method of operating same, control system in which changeover is controlled by fuzzy reasoning, and method of controlling thesame
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268834A (en) * 1991-06-24 1993-12-07 Massachusetts Institute Of Technology Stable adaptive neural network controller
JP2009147993A (ja) * 2007-12-11 2009-07-02 Mitsubishi Electric Corp インバータ制御装置並びに電動機駆動装置並びに空気調和装置

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