JPH04115306A - ファジィ制御則構造設計支援装置 - Google Patents
ファジィ制御則構造設計支援装置Info
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- JPH04115306A JPH04115306A JP23614390A JP23614390A JPH04115306A JP H04115306 A JPH04115306 A JP H04115306A JP 23614390 A JP23614390 A JP 23614390A JP 23614390 A JP23614390 A JP 23614390A JP H04115306 A JPH04115306 A JP H04115306A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 41
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- XBDRAUPLGHAFCU-UHFFFAOYSA-N 3-[6-amino-5-(6-ethoxynaphthalen-2-yl)pyridin-3-yl]-n-[2-(dimethylamino)ethyl]benzamide Chemical compound C1=CC2=CC(OCC)=CC=C2C=C1C(C(=NC=1)N)=CC=1C1=CC=CC(C(=O)NCCN(C)C)=C1 XBDRAUPLGHAFCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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Landscapes
- Devices For Executing Special Programs (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は5熟練オペレータの持つ対象プロセスに係る定
性的な評価に基づいた経験則を数学的に取扱うファジィ
推論に係り、詳しくは、対象プロセスを制御するための
ファジィ制御則の集まりを表現する全体領域を対象プロ
セスに係る変数の特徴毎に分割し、ファジィ制御則の構
造を設計するファジィ制御則構造設計支援装置に関する
。
性的な評価に基づいた経験則を数学的に取扱うファジィ
推論に係り、詳しくは、対象プロセスを制御するための
ファジィ制御則の集まりを表現する全体領域を対象プロ
セスに係る変数の特徴毎に分割し、ファジィ制御則の構
造を設計するファジィ制御則構造設計支援装置に関する
。
近年、数学モデルとして表現することが困難な対象プロ
セスに対し、P練オペレータのもつあいまい情報を含む
定性的な制御知識を活用したファジィ制御システムが多
用されつつある。このようなファジィ制御システムは、
対象プロセスのある入力変数若しくは出力変数に係る計
測データ集合のデータ要素を人間の主観的な判断に基づ
いて例えばこのデータ要素を、そのデータ量が[小さい
J (SA)、rやや小さいJ (SM)、 「
中程度であるJ (MM)、rやや大きいJ(ML)
。
セスに対し、P練オペレータのもつあいまい情報を含む
定性的な制御知識を活用したファジィ制御システムが多
用されつつある。このようなファジィ制御システムは、
対象プロセスのある入力変数若しくは出力変数に係る計
測データ集合のデータ要素を人間の主観的な判断に基づ
いて例えばこのデータ要素を、そのデータ量が[小さい
J (SA)、rやや小さいJ (SM)、 「
中程度であるJ (MM)、rやや大きいJ(ML)
。
「大きいj (LA)及び「極めて大きいJ (L
L)といったファジィラベルの群集台に分類し、上記フ
ァジィラベルの群集合毎にこの群集台に含まれるデータ
要素の数及びデータ量に基づいて人間の主観的な定性的
概念を数学的に自由に表現できるメンバシップ関数とし
て表し、これに基づいて熟練オペレータと同等の制御を
自動的に実現しようとするものである。
L)といったファジィラベルの群集台に分類し、上記フ
ァジィラベルの群集合毎にこの群集台に含まれるデータ
要素の数及びデータ量に基づいて人間の主観的な定性的
概念を数学的に自由に表現できるメンバシップ関数とし
て表し、これに基づいて熟練オペレータと同等の制御を
自動的に実現しようとするものである。
又、これとは別に、熟練オペレータの主観的な判断が取
り入れられる場合としては、上記対象プロセスからの入
力変数及びこれに付与されたファジィラベルを含む前件
部と、上記対象プロセスへの出力変数及びこれに付与さ
れるファジィラベルを含む後件部とよりなるファジィ制
御則を作成するときである。このようなファジィ制御則
は1例えば「プロセスからの入力変数の計測データ量と
して入力変数Pがやや大きく且つ入力変数Qがやや小さ
く且つ入力変数Rがやや小さいとき、出力変数Sの操作
量を大きくする」といった熟練オペレータの定性的な制
御知識が以下のように表されIF FP=ML a
nd Q=SM and R=SM)THEN
(S=LA) そして、上記した内容のファジィ制御則は、第6図に示
された9例えばルールAに該当する。同図において、入
力変数の計測データ量もしくは出力変数の操作量による
適合度として示される三角形の斜辺は、各入出力変数の
ファジィラヘル毎に設定されたメンバシフブ関数を示す
。
り入れられる場合としては、上記対象プロセスからの入
力変数及びこれに付与されたファジィラベルを含む前件
部と、上記対象プロセスへの出力変数及びこれに付与さ
れるファジィラベルを含む後件部とよりなるファジィ制
御則を作成するときである。このようなファジィ制御則
は1例えば「プロセスからの入力変数の計測データ量と
して入力変数Pがやや大きく且つ入力変数Qがやや小さ
く且つ入力変数Rがやや小さいとき、出力変数Sの操作
量を大きくする」といった熟練オペレータの定性的な制
御知識が以下のように表されIF FP=ML a
nd Q=SM and R=SM)THEN
(S=LA) そして、上記した内容のファジィ制御則は、第6図に示
された9例えばルールAに該当する。同図において、入
力変数の計測データ量もしくは出力変数の操作量による
適合度として示される三角形の斜辺は、各入出力変数の
ファジィラヘル毎に設定されたメンバシフブ関数を示す
。
上記対象プロセスにおいて、このようなファジィ制御則
を用いたファジィ推論による制御の概略例につき、以下
に述べる。
を用いたファジィ推論による制御の概略例につき、以下
に述べる。
現在の対象プロセスの計測データ量として、それぞれの
入力変数が2例えばp=p、Q=q、R=rのとき3第
6図に示すルールA及びルールBが同時に通用されたと
する。又、各入力変数のファジィラベルのメンバシフブ
関数から出力変数Sの合成適合度関数(図中破線で示す
三角形の斜辺)を演算する手法としては、上記各入力関
数毎に得られた適合度の内最小の適合度に基づいて上記
合成適合度関数を演算する。
入力変数が2例えばp=p、Q=q、R=rのとき3第
6図に示すルールA及びルールBが同時に通用されたと
する。又、各入力変数のファジィラベルのメンバシフブ
関数から出力変数Sの合成適合度関数(図中破線で示す
三角形の斜辺)を演算する手法としては、上記各入力関
数毎に得られた適合度の内最小の適合度に基づいて上記
合成適合度関数を演算する。
そこで、現在の対象プロセスの状態では2例えば出力変
数Sの操作量として「大きくするJ (LA)と「極
めて大きくするJ (LL)が通用されそれぞれの合
成適合度関数の操作量に係る重心値Tを求めることによ
りそのときの出力変数Sの操作量S、が求められ、これ
が上記対象プロセスに与えられる。
数Sの操作量として「大きくするJ (LA)と「極
めて大きくするJ (LL)が通用されそれぞれの合
成適合度関数の操作量に係る重心値Tを求めることによ
りそのときの出力変数Sの操作量S、が求められ、これ
が上記対象プロセスに与えられる。
このように、ファジィ制御システムによれば対象プロセ
スを適切に運転する熟練オペレータと同等の制御を行う
ことができる。
スを適切に運転する熟練オペレータと同等の制御を行う
ことができる。
しかしながら、上記ファジィ制御システムによって熟練
オペレータと同等の制御を行うためには熟練オペレータ
の主観的な判断、即ち、経験上の制御知識を当該システ
ムに適切に取り入れなければならない。
オペレータと同等の制御を行うためには熟練オペレータ
の主観的な判断、即ち、経験上の制御知識を当該システ
ムに適切に取り入れなければならない。
例えば、上記の如(作成されたファジィ制御則の内容に
他のファジィ制御則の内容が含まれたり或いは前件部の
内容が同一で後件部の内容が異なるルールが複数存在し
てはならない。
他のファジィ制御則の内容が含まれたり或いは前件部の
内容が同一で後件部の内容が異なるルールが複数存在し
てはならない。
ところが、このようなことは上記したファジィ制御則を
作成する際に往々にしである0例えば第6図を用いて例
示すると、あるオペレータは対象プロセスからの入力変
数としてP=ML、Q=SM、R=SMの場合、出力変
数として5=LA(ルールA)を設定すると判断し、別
のオペレータは同一の入力変数の条件下で出力変数とし
て5=LLを設定すると判断しこれらに対応するファジ
ィ制御則が双方とも通用された場合である。そして、対
象プロセスの状態が上記と同一の条件下になった時、上
記双方のファジィ制御則がいずれも通用され、出力変数
Sに係るファジィラベルとして5=LA、5=LLが選
ばれる。この場合上記出力変更の各ファジィラベルに係
る合成適合度関数は同一の最大値を備えた関数として合
成される。このため5 これらの合成適合度関数から演
算された重心値Tは各関数の交点T3に位置することに
なる。
作成する際に往々にしである0例えば第6図を用いて例
示すると、あるオペレータは対象プロセスからの入力変
数としてP=ML、Q=SM、R=SMの場合、出力変
数として5=LA(ルールA)を設定すると判断し、別
のオペレータは同一の入力変数の条件下で出力変数とし
て5=LLを設定すると判断しこれらに対応するファジ
ィ制御則が双方とも通用された場合である。そして、対
象プロセスの状態が上記と同一の条件下になった時、上
記双方のファジィ制御則がいずれも通用され、出力変数
Sに係るファジィラベルとして5=LA、5=LLが選
ばれる。この場合上記出力変更の各ファジィラベルに係
る合成適合度関数は同一の最大値を備えた関数として合
成される。このため5 これらの合成適合度関数から演
算された重心値Tは各関数の交点T3に位置することに
なる。
そのため、上記重心411[Tに基づいて求められた出
力変数Sの操作量S1がファジィラベルLALLの中間
の値になるといった。いわゆる多峰性の状態を生じ、上
記対象プロセスに対するファジィ制御を適切に行うこと
ができなかった。
力変数Sの操作量S1がファジィラベルLALLの中間
の値になるといった。いわゆる多峰性の状態を生じ、上
記対象プロセスに対するファジィ制御を適切に行うこと
ができなかった。
従って2本発明の目的とするところは、ファジィ制御則
を構成する。1種以上の入力変数若しくは出力変数のフ
ァジィラベルよりなる全体領域を。
を構成する。1種以上の入力変数若しくは出力変数のフ
ァジィラベルよりなる全体領域を。
他の入力変数若しくは出力変数のファジィラベル毎の分
割領域にそれぞれを適切に分割することによりファジィ
制御則の構造を容易且つ妥当に設計し、これによって、
上記ファジィ制御則の制御に係る妥当性を保持すること
のできるファジィ制御則構造設計支援装置を提供するこ
とにある。
割領域にそれぞれを適切に分割することによりファジィ
制御則の構造を容易且つ妥当に設計し、これによって、
上記ファジィ制御則の制御に係る妥当性を保持すること
のできるファジィ制御則構造設計支援装置を提供するこ
とにある。
上記目的を達成するために9本発明が採用する主たる手
段は、その要旨とするところが、対象プロセスを制御す
るためのファジィ制御則を構成する入力若しくは出力に
係る1種以上の変数の、制御情報を定性的に表現するフ
ァジィラベルであられされ2個々のファジィ制御則に対
応する単位領域の組合わせによる全体領域を、特定の他
の変数のファジィラベル毎の分割領域に分割することに
よりファジィ制御則の構造を設計するファジィ制御則構
造設計支援装置において、上記他の変数のファジィラベ
ル毎の分割領域を表示する表示手段と、上記他の変数の
ファジィラベル毎のある分割領域の単位領域を別の分割
領域に変更する変更手段とを具備してなる点に係るファ
ジィ制御則構造設計支援装置である。
段は、その要旨とするところが、対象プロセスを制御す
るためのファジィ制御則を構成する入力若しくは出力に
係る1種以上の変数の、制御情報を定性的に表現するフ
ァジィラベルであられされ2個々のファジィ制御則に対
応する単位領域の組合わせによる全体領域を、特定の他
の変数のファジィラベル毎の分割領域に分割することに
よりファジィ制御則の構造を設計するファジィ制御則構
造設計支援装置において、上記他の変数のファジィラベ
ル毎の分割領域を表示する表示手段と、上記他の変数の
ファジィラベル毎のある分割領域の単位領域を別の分割
領域に変更する変更手段とを具備してなる点に係るファ
ジィ制御則構造設計支援装置である。
本発明によれば、対象プロセスの入力若しくは出力に係
る1種以上の変数の、jli制御情報を定性的に表現す
るファジィラベルの組合せよりなる全体領域から、特定
の他の変数のファジィラベル毎に分割された分割領域が
表示手段により表示される。
る1種以上の変数の、jli制御情報を定性的に表現す
るファジィラベルの組合せよりなる全体領域から、特定
の他の変数のファジィラベル毎に分割された分割領域が
表示手段により表示される。
これによって1例えばオペレータが上記表示された分割
領域の特徴を視覚的に効率よく把握することができる。
領域の特徴を視覚的に効率よく把握することができる。
そこで、ある分割@域に含まれ個々のファジィ?#I@
則に対応する単位領域が当該分割fI域にふされしくな
いと判断されると、変更手段を用いてこの単位領域を別
の分割領域Gこ変更することができる。それにより、上
記全体領域において、類催した内容のファジィ制御則を
備えた単位領域をまとめることができる。
則に対応する単位領域が当該分割fI域にふされしくな
いと判断されると、変更手段を用いてこの単位領域を別
の分割領域Gこ変更することができる。それにより、上
記全体領域において、類催した内容のファジィ制御則を
備えた単位領域をまとめることができる。
以下、添付した図面を参照しつつ1本発明を具体化した
実施例につき説明し2本発明の理解に供する。尚、以下
に示す実施例は9本発明の具体的−例に過ぎず1本発明
の技術的範囲を限定する性格のものではない。
実施例につき説明し2本発明の理解に供する。尚、以下
に示す実施例は9本発明の具体的−例に過ぎず1本発明
の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに、第1図は本発明の一実施例に係るファジィ制御
則構造設計支援装置の概略構成を示すブロック図、第2
図は同ファジィ制御則構造設計支援装置のCRTに立体
的に表示されたラベル空間を示すデイスプレィ図、第3
図は同ファジィ制御則構造設計支援装置の処理手順を示
すフローチャート、第4図fa+は出力変数Cvのファ
ジィラベルがMLの時の分割空間を示すデイスプレィ図
、同図中)は出力変数C■のファジィラベルがLAの時
の分割空間を示すデイスプレィ図、同図(C1は出力変
数C■のファジィラベルがLLの時の分割空間を示すデ
イスプレィ図、第5図(alは上記ラベル空間において
入力変数DOのファジィラベルがSAの場合を平面的に
示す想定図、同図Cb+は上記入力変数DOのファジィ
ラベルがSMである場合を平面的に示す想定図、同図(
C1は上記入力変数1)OのファジィラベルがMMであ
る場合を平面的に示す想定図である。
則構造設計支援装置の概略構成を示すブロック図、第2
図は同ファジィ制御則構造設計支援装置のCRTに立体
的に表示されたラベル空間を示すデイスプレィ図、第3
図は同ファジィ制御則構造設計支援装置の処理手順を示
すフローチャート、第4図fa+は出力変数Cvのファ
ジィラベルがMLの時の分割空間を示すデイスプレィ図
、同図中)は出力変数C■のファジィラベルがLAの時
の分割空間を示すデイスプレィ図、同図(C1は出力変
数C■のファジィラベルがLLの時の分割空間を示すデ
イスプレィ図、第5図(alは上記ラベル空間において
入力変数DOのファジィラベルがSAの場合を平面的に
示す想定図、同図Cb+は上記入力変数DOのファジィ
ラベルがSMである場合を平面的に示す想定図、同図(
C1は上記入力変数1)OのファジィラベルがMMであ
る場合を平面的に示す想定図である。
本実施例に係るファジィ制御則構造設計支援装置1は、
第1図に示すように、対象プロセスBの制御を行うファ
ジィ制御システムAに組込んで構成されている。そして
、上記ファジィ制御則構造設計支援装置1は、上記対象
プロセスBからの3種の入力変数NW、PH,Doのフ
ァジィラベルの組み合わせによりなる複数の単位空間2
0から構成された3次元のラベル空間30 (いずれも
第2図)を表示するCRT5 (表示手段)と、上記
CRT5に表示されたラベル空間30を出力変数CVの
ファジィラベルML、LA、LL毎のある分割空間21
,22.23 (第4図(a)〜同図(C))の単位空
間20を別の分割空間に変更するためのキーボード3(
変更手段)と、熟練オペレータの定性的な制御知識が表
現されるファジィ制御則の内容を読み取って判断し、こ
のファジィ制御則を対応する上記ラベル空間30内の所
定の単位空間20(第2図)に表示させるための表示信
号を出力したり、或いは上記CRT5に表示されたラベ
ル空間30内の分割空間21.22.23を当該画面内
で3次元的に回転させるべく座標変換処理を行うエディ
タ4と、上記CRT5の出力画面等を印刷するプリンタ
6とから構成されている。
第1図に示すように、対象プロセスBの制御を行うファ
ジィ制御システムAに組込んで構成されている。そして
、上記ファジィ制御則構造設計支援装置1は、上記対象
プロセスBからの3種の入力変数NW、PH,Doのフ
ァジィラベルの組み合わせによりなる複数の単位空間2
0から構成された3次元のラベル空間30 (いずれも
第2図)を表示するCRT5 (表示手段)と、上記
CRT5に表示されたラベル空間30を出力変数CVの
ファジィラベルML、LA、LL毎のある分割空間21
,22.23 (第4図(a)〜同図(C))の単位空
間20を別の分割空間に変更するためのキーボード3(
変更手段)と、熟練オペレータの定性的な制御知識が表
現されるファジィ制御則の内容を読み取って判断し、こ
のファジィ制御則を対応する上記ラベル空間30内の所
定の単位空間20(第2図)に表示させるための表示信
号を出力したり、或いは上記CRT5に表示されたラベ
ル空間30内の分割空間21.22.23を当該画面内
で3次元的に回転させるべく座標変換処理を行うエディ
タ4と、上記CRT5の出力画面等を印刷するプリンタ
6とから構成されている。
更に、上記ファジィ制御システムAでは、対象プロセス
Bからの入力変数NW、PH,Doがあるファジィラベ
ルに属する度合を表現する、換言すれば、熟練オペレー
タの制御知識を表現する入力変数のファジィラベル毎の
メンバシフブ関数を。
Bからの入力変数NW、PH,Doがあるファジィラベ
ルに属する度合を表現する、換言すれば、熟練オペレー
タの制御知識を表現する入力変数のファジィラベル毎の
メンバシフブ関数を。
上記対象プロセスBからの入力変数NW、PH。
DOから決定される事象に適合するファジィ制御則に通
用して上記対象プロセスBに出力される出力変数CVの
操作量を演算する推論部7と、ファジィ知識ベース2に
格納されているファジィ制御則の妥当性を前記推論部7
を介して検証するシミュレータ8と、ファジィ推論に供
される対象プロセスBからの入力変数NW、PH,Do
や上記推論部7によるファジィ推論途中の中間データを
一時保持する作業メモリ9と、対象プロセスBとの間で
入出力信号のやり取りを行う入出力ボート10とを具備
している。
用して上記対象プロセスBに出力される出力変数CVの
操作量を演算する推論部7と、ファジィ知識ベース2に
格納されているファジィ制御則の妥当性を前記推論部7
を介して検証するシミュレータ8と、ファジィ推論に供
される対象プロセスBからの入力変数NW、PH,Do
や上記推論部7によるファジィ推論途中の中間データを
一時保持する作業メモリ9と、対象プロセスBとの間で
入出力信号のやり取りを行う入出力ボート10とを具備
している。
本実施例において5上記CRT5に表示されるラベル空
間30は、第2図のデイスプレィ図に示すように、対象
プロセスBからの入力変数NWPH,Doの各ファジィ
ラベルを座標軸として。
間30は、第2図のデイスプレィ図に示すように、対象
プロセスBからの入力変数NWPH,Doの各ファジィ
ラベルを座標軸として。
3次元の空間として表現される。この場合、各入力変数
とも、従来において述べたように5A−LLの6つのフ
ァジィラベルが付与されているが。
とも、従来において述べたように5A−LLの6つのフ
ァジィラベルが付与されているが。
本実施例では、入力変数NWについてはMM−LA、入
力変数PHについてはSA−MM、入力変数Doについ
てはSA−MMのそれぞれのファジィラベルを表示した
。しかしながら、これに限らず、各入力変数において他
のファジィラベルの空間を表示することもできるし1表
示されるファジィラベルの数としてはそれぞれ上記3M
以上であってもよくそれ以下にすることも可能である。
力変数PHについてはSA−MM、入力変数Doについ
てはSA−MMのそれぞれのファジィラベルを表示した
。しかしながら、これに限らず、各入力変数において他
のファジィラベルの空間を表示することもできるし1表
示されるファジィラベルの数としてはそれぞれ上記3M
以上であってもよくそれ以下にすることも可能である。
図において、ラベル空間30内の単位空間20は、ファ
ジィ制御則の後件部の出力変数CVがLLの時の前件部
の内容を表現したものである0例えば、上記単位空間2
0は IF NW=LA、PH−3M DO=SA。
ジィ制御則の後件部の出力変数CVがLLの時の前件部
の内容を表現したものである0例えば、上記単位空間2
0は IF NW=LA、PH−3M DO=SA。
THEN CV=LL
の内容のファジィ制御則を示すものである。即ち。
上記ラベル空間30内の単位空間20一つ一つが内容の
異なるルールを表現することになる。従って、前件部と
して3種類の入力変数及びこれらの入力変数のそれぞれ
に3種のファジィラベルが設定された場合のファジィ制
御則を考えると、このファジィ制御則の数として最大限
27種類のものが考えられる。
異なるルールを表現することになる。従って、前件部と
して3種類の入力変数及びこれらの入力変数のそれぞれ
に3種のファジィラベルが設定された場合のファジィ制
御則を考えると、このファジィ制御則の数として最大限
27種類のものが考えられる。
本実施例に係るファジィ制御則構造設計支援装置1は、
上記したように構成されている。
上記したように構成されている。
そこで、上記ファジィ制御則構造設計支援装置1を用い
てファジィ制御則の妥当性を検証し、場合によってはこ
のファジィ制御則の内容を的確に変更する際の処理手順
を第3図のフローチャートを用い9ステップS1.S2
.・・・の順に以下説明する。
てファジィ制御則の妥当性を検証し、場合によってはこ
のファジィ制御則の内容を的確に変更する際の処理手順
を第3図のフローチャートを用い9ステップS1.S2
.・・・の順に以下説明する。
予め、対象プロセスBの状態を示す入力変数NW、PH
,Do及びその度合を示すファジィラベルを前件部とし
て、この対象プロセスBの状態に対象するための出力変
数CV及びその程度を示すファジィラベルの内容を後件
部とするファジィ制御則が熟練オペレータによってキー
ボード3から入力される。このファジィ制御則はファジ
ィ知識ベース2に格納され蓄積される。
,Do及びその度合を示すファジィラベルを前件部とし
て、この対象プロセスBの状態に対象するための出力変
数CV及びその程度を示すファジィラベルの内容を後件
部とするファジィ制御則が熟練オペレータによってキー
ボード3から入力される。このファジィ制御則はファジ
ィ知識ベース2に格納され蓄積される。
そこで、上記ファジィ知識ベース2に格納されたファジ
ィ制御則がエディタ4に読み込まれ(Sl)、前件部の
内容である各入力変数のファジィラベルに対し3次元表
示座標1算が施される(S2)、そして、各入力変数の
ファジィラベルをそれぞれ直交した座標軸とするラベル
空間30(全体領域)がCRT5に表示される(s3.
第2図)。
ィ制御則がエディタ4に読み込まれ(Sl)、前件部の
内容である各入力変数のファジィラベルに対し3次元表
示座標1算が施される(S2)、そして、各入力変数の
ファジィラベルをそれぞれ直交した座標軸とするラベル
空間30(全体領域)がCRT5に表示される(s3.
第2図)。
続いて、上記ラベル空間30は各ファジィ制御則の前件
部の内容を示す複数の単位空間20に細分化して表示さ
れる(34)。
部の内容を示す複数の単位空間20に細分化して表示さ
れる(34)。
更に、上記単位空間20のうち、上記後件部のファジィ
ラベルの同種のものが同色に色付けして表示される(3
5)、即ち、同色の単位空間20の集まりによって出力
変数Cvのファジィラベル毎の分割空間が構成される。
ラベルの同種のものが同色に色付けして表示される(3
5)、即ち、同色の単位空間20の集まりによって出力
変数Cvのファジィラベル毎の分割空間が構成される。
例えば7フアジイ知識ベース2に蓄積されたファジィ制
御則の内、後件部の出力変数CVのファジィラベルがM
Lであるものは、第4図(alのラベル空間30内で太
線の実線及び破線で示す分割空間21を占め、上記出力
変数CVのファジィラベルがLAのものは第4図(bl
の太線の実線及び破線で示す分割空間22を占め、更に
上記出力変数C■のファジィラベルがLLのものは第4
図(clの太線の実線及び破線で示す分割空間23を占
めることになる。そして、上記ファジィ制御則構造段重
支援装置1は2分割中間の位置の検証、変更或いはファ
ジィ制御則の内容表示等の各機能を備えており、これら
の機能の選択メニューがCRT5に表示される(S6)
。そこで、上記いずれかの機能が必要に応してキーボー
ド3を用いて選択される(S7)。
御則の内、後件部の出力変数CVのファジィラベルがM
Lであるものは、第4図(alのラベル空間30内で太
線の実線及び破線で示す分割空間21を占め、上記出力
変数CVのファジィラベルがLAのものは第4図(bl
の太線の実線及び破線で示す分割空間22を占め、更に
上記出力変数C■のファジィラベルがLLのものは第4
図(clの太線の実線及び破線で示す分割空間23を占
めることになる。そして、上記ファジィ制御則構造段重
支援装置1は2分割中間の位置の検証、変更或いはファ
ジィ制御則の内容表示等の各機能を備えており、これら
の機能の選択メニューがCRT5に表示される(S6)
。そこで、上記いずれかの機能が必要に応してキーボー
ド3を用いて選択される(S7)。
本実施例装置では、CRT5に表示された立体図形とし
てのラベル空間30を左右回転若しくは上下回転させる
ための座標変換処理を行うことができる(S8)、それ
により、上記出力変数CVの各ファジィラベルML、L
A、LL毎の分割空間21,22.23を様々な角度か
ら立体的に検証することができる。また、これらの分割
空間21.22.23はそれぞれ異なる色に色分けされ
ているため、上記検証作業を極めて容易に行うことがで
きる。
てのラベル空間30を左右回転若しくは上下回転させる
ための座標変換処理を行うことができる(S8)、それ
により、上記出力変数CVの各ファジィラベルML、L
A、LL毎の分割空間21,22.23を様々な角度か
ら立体的に検証することができる。また、これらの分割
空間21.22.23はそれぞれ異なる色に色分けされ
ているため、上記検証作業を極めて容易に行うことがで
きる。
例えば出力変数C■のファジィラベルがMLであるファ
ジィ制御則において、その分割空間21が第4図(al
の単位空間24をも含む分割空間であって、上記出力変
数CVのファジィラベルがLAとなるファジィ制御則の
占める分割空間22が第4図Tolに示すままであって
上記単位空間24が双方の分割空間21.22に含まれ
る場合、この単位空間24に対応するファジィ制御則と
しては対象プロセスBの状態(NW=ML、PH=MM
。
ジィ制御則において、その分割空間21が第4図(al
の単位空間24をも含む分割空間であって、上記出力変
数CVのファジィラベルがLAとなるファジィ制御則の
占める分割空間22が第4図Tolに示すままであって
上記単位空間24が双方の分割空間21.22に含まれ
る場合、この単位空間24に対応するファジィ制御則と
しては対象プロセスBの状態(NW=ML、PH=MM
。
DO=SA)が同じであって、これに対処するための出
力変数CVの内容が異なる(CV=MLCV=LA)2
つのファジィ制御則が共存することになる。このような
場合、従来において述べたように、演算された出力変数
C■の操作量がファジィラベルML、LAのメンバシッ
プ関数の中間値になるといった多峰性の問題が生じ制御
上好ましくない、そのため、このような単位空間24は
上記出力変数C■に係るファジィラベルMLの分割空間
21若しくはファジィラベルLAの分割空間22のいず
れか一方に包含されるように7分割中間を設定変更しな
ければならない、この場合。
力変数CVの内容が異なる(CV=MLCV=LA)2
つのファジィ制御則が共存することになる。このような
場合、従来において述べたように、演算された出力変数
C■の操作量がファジィラベルML、LAのメンバシッ
プ関数の中間値になるといった多峰性の問題が生じ制御
上好ましくない、そのため、このような単位空間24は
上記出力変数C■に係るファジィラベルMLの分割空間
21若しくはファジィラベルLAの分割空間22のいず
れか一方に包含されるように7分割中間を設定変更しな
ければならない、この場合。
上記したような分割空間21.22はできるだけ凹凸の
少ないシンプルな形状の空間を形成するほうが制御内容
を制御する上で好ましい、そこで。
少ないシンプルな形状の空間を形成するほうが制御内容
を制御する上で好ましい、そこで。
上記単位空間24はキーボード3を用いて上記ファジィ
ラベルLAに係る分割空間22のみに含めるように設定
変更される(S9)、このような設定変更操作はあたか
も積木を積み替える如く容易に行われる。
ラベルLAに係る分割空間22のみに含めるように設定
変更される(S9)、このような設定変更操作はあたか
も積木を積み替える如く容易に行われる。
また5例えば、上記ファジィラベルMLに係る分割空間
21が、第4図(alの単位空間25を含む場合を想定
すると、この単位空間25は単位空間が多数集合してな
る分割空間21から離れて存在しているため、このまま
の状態で上記ファジィ知識ベース2を構築するのは好ま
しいものではない。
21が、第4図(alの単位空間25を含む場合を想定
すると、この単位空間25は単位空間が多数集合してな
る分割空間21から離れて存在しているため、このまま
の状態で上記ファジィ知識ベース2を構築するのは好ま
しいものではない。
そこで、このように孤立した分割空間はこれに隣接する
分割空間1例えば分割空間221分割分割中3若しくは
いずれの分割空間にも含まれないように分割空間の設定
変更を行うことが好ましい。
分割空間1例えば分割空間221分割分割中3若しくは
いずれの分割空間にも含まれないように分割空間の設定
変更を行うことが好ましい。
更に、上記したような分割空間21.22.23よりな
るラベル空間30に含まれるそれぞれの単位空間20に
対応するファジィ制御則に基づいて、上記対象プロセス
Bの制御を行う場合に、その時の対象プロセスBの状態
の変化に対して、出力変数CVの操作量を9例えば穫め
で大きい(LL)の状態からいきなりやや大きい(ML
)状態に設定変更させることは制御上適切でない。上記
出力変数CVの操作量の極めて大きなファジィラベルL
Lを備えたファジィ制御則から順次ファジィラベルLA
、 ファジィラベルML、をそれぞれ備えたファジィ
制御則が通用されるように、これらのファジィ制御則の
i造を予め整理しておく必要がある。従って、出力変数
C■のファジィラベルL Lに係る分割空間23と上記
ファジィラベルMLの分割空間21とを直接隣接させる
のではなくこれらの間に上記ファジィラベルLAに係る
分割空間22を介在させるようにそれぞれの分割空間を
設定することが好ましい。
るラベル空間30に含まれるそれぞれの単位空間20に
対応するファジィ制御則に基づいて、上記対象プロセス
Bの制御を行う場合に、その時の対象プロセスBの状態
の変化に対して、出力変数CVの操作量を9例えば穫め
で大きい(LL)の状態からいきなりやや大きい(ML
)状態に設定変更させることは制御上適切でない。上記
出力変数CVの操作量の極めて大きなファジィラベルL
Lを備えたファジィ制御則から順次ファジィラベルLA
、 ファジィラベルML、をそれぞれ備えたファジィ
制御則が通用されるように、これらのファジィ制御則の
i造を予め整理しておく必要がある。従って、出力変数
C■のファジィラベルL Lに係る分割空間23と上記
ファジィラベルMLの分割空間21とを直接隣接させる
のではなくこれらの間に上記ファジィラベルLAに係る
分割空間22を介在させるようにそれぞれの分割空間を
設定することが好ましい。
又、上記ファジィ制御則構造段重支援装置では。
CRT5に表示されたラベル空間30のある単位空間2
0に対応するファジィ制御則の内容を表示することもで
きる(SIO)、これにより、当該ファジィ制御則の内
容を別の観点から検証することができる。
0に対応するファジィ制御則の内容を表示することもで
きる(SIO)、これにより、当該ファジィ制御則の内
容を別の観点から検証することができる。
このようにして整理されたファジィ制御則はファジィ知
識ベース2に保存される(Sll)、このような上記フ
ァジィ制御則の構造を表1に示す。
識ベース2に保存される(Sll)、このような上記フ
ァジィ制御則の構造を表1に示す。
表1
上記ラベル空間30においては最大限27種類のファジ
ィ制御則を作成することができる。しかしながら1本実
施例システムによれば、あるファジィ制御則に他のファ
ジィ制御則が含まれるような場合、或いは出力変数CV
の異なる操作量を同時に出力する2つのファジィ制御則
が同程度に適合するような多峰性の状態が出現した場合
等を改善することができる。それによって上記ラベル空
間30において導き出され得るファジィ制御則を12個
の適切なファジィ制御則に集約することができた。
ィ制御則を作成することができる。しかしながら1本実
施例システムによれば、あるファジィ制御則に他のファ
ジィ制御則が含まれるような場合、或いは出力変数CV
の異なる操作量を同時に出力する2つのファジィ制御則
が同程度に適合するような多峰性の状態が出現した場合
等を改善することができる。それによって上記ラベル空
間30において導き出され得るファジィ制御則を12個
の適切なファジィ制御則に集約することができた。
尚1表1において入力変数Doの欄の(−一)で示す欄
はこの入力変数DOのファジィラベルがSA、SM、M
Mのいずれであっても良いことを示す0例えば、ファジ
ィ制御則番号■のファジィ制御則は第4図(b)に示す
ラベル空間30の分割空間22において■で示す単位空
間に該当する。
はこの入力変数DOのファジィラベルがSA、SM、M
Mのいずれであっても良いことを示す0例えば、ファジ
ィ制御則番号■のファジィ制御則は第4図(b)に示す
ラベル空間30の分割空間22において■で示す単位空
間に該当する。
尚、第5図tel乃至telは5上記ラベル空間30に
おいて入力変数DoのファジィラベルがそれぞれSA、
SM、MMである場合の各入力変数NWPHのファジィ
ラベル平断面を示す想定図である。
おいて入力変数DoのファジィラベルがそれぞれSA、
SM、MMである場合の各入力変数NWPHのファジィ
ラベル平断面を示す想定図である。
これらの図において、単位空間中に示す○数字は上記表
1に示したファジィ制御則のファジィ制御則番号を示す
ものである。
1に示したファジィ制御則のファジィ制御則番号を示す
ものである。
上記したように1本実施例装置によれば、 CRT5
に表示されたファジィ制御則に該当する単位空間20の
集まりとなるラベル空間30を観察することによって、
上記ファジィ制御則の構造を理解することができ、これ
を用いて上記ファジィ制御則が妥当であるかどうかを容
易に判断することができる。そして、上記ファジィ制御
則が妥当でない場合には、当該ファジィ制御則に対応す
る単位空間を現在属している分割空間から他の分割空間
に設定変更するだけで、当該ファジィ制御則の構造を適
切且つ容易に段重変更することが可能である。
に表示されたファジィ制御則に該当する単位空間20の
集まりとなるラベル空間30を観察することによって、
上記ファジィ制御則の構造を理解することができ、これ
を用いて上記ファジィ制御則が妥当であるかどうかを容
易に判断することができる。そして、上記ファジィ制御
則が妥当でない場合には、当該ファジィ制御則に対応す
る単位空間を現在属している分割空間から他の分割空間
に設定変更するだけで、当該ファジィ制御則の構造を適
切且つ容易に段重変更することが可能である。
従って、上記ファジィ制御則の制御に係る妥当性を保持
することができる。それによって、対象プロセスBに対
する制御精度が向上する。
することができる。それによって、対象プロセスBに対
する制御精度が向上する。
尚、上記した実施例においては、制御情報を定性的に表
現するファジィラベルの組合せによりなる全体領域とし
て3種の入力変数NW、PH,DOのそれぞれのファジ
ィラベルよりなるラベル空間30を通用し8分割領域と
して出力変数CVのファジィラベルML、LA、LL毎
の分割空間を通用したが、このような3次元の領域に限
らず2種類の変数のファジィラベルによりなる2次元の
領域、さらには1種類の変数のファジィラベルよりなる
1次元の領域においても適用することができる。
現するファジィラベルの組合せによりなる全体領域とし
て3種の入力変数NW、PH,DOのそれぞれのファジ
ィラベルよりなるラベル空間30を通用し8分割領域と
して出力変数CVのファジィラベルML、LA、LL毎
の分割空間を通用したが、このような3次元の領域に限
らず2種類の変数のファジィラベルによりなる2次元の
領域、さらには1種類の変数のファジィラベルよりなる
1次元の領域においても適用することができる。
本実施例装置において1例えば入力変数が3種類以上で
ある場合には5 これらの入力変数の内から3種の入力
変数を選択して通用すれば良い。
ある場合には5 これらの入力変数の内から3種の入力
変数を選択して通用すれば良い。
また、上記ラベル空間30に通用される変数としては、
入力変数に限らず1例えば、このラベル空間の座標軸に
上記出力変数CVのファジィラベルを適用することもで
きる。但し、この場合、上記したような分割空間は、あ
る入力変数のファジィラベル毎に割り当てられる。これ
は、対象プロセスBからの2種類の入力に対し、ある出
力変数のある操作量を設定した時、他の入力変数の計測
データ量を想定するような場合に通用することができる
。
入力変数に限らず1例えば、このラベル空間の座標軸に
上記出力変数CVのファジィラベルを適用することもで
きる。但し、この場合、上記したような分割空間は、あ
る入力変数のファジィラベル毎に割り当てられる。これ
は、対象プロセスBからの2種類の入力に対し、ある出
力変数のある操作量を設定した時、他の入力変数の計測
データ量を想定するような場合に通用することができる
。
本発明によれば、対象プロセスを制御するためのファジ
ィ制御則を構成する入力若しくは出力に係る1種以上の
変数の、制御情報を定性的に表現するファジィラベルで
あられされ1個々のファジィ制御則に対応する単位領域
の組合わせによる全体領域を、特定の他の変数のファジ
ィラベル毎の分割領域に分割することによりファジィ制
御則の構造を設計するファジィ制御則構造設計支援装置
において、上記他の変数のファジィラベル毎の分割領域
を表示する表示手段と、上記他の変数のファジィラベル
毎のある分割領域の単位領域を別の分割領域に変更する
変更手段とを具備してなることを特徴とするファジィ制
御則構造設計支援装置が提供される。それにより、ファ
ジィ制御則を構成する。1種以上の入力変数若しくは出
力変数のファジィラベルよりなる全体領域を、他の入力
変数もしくは出力変数のファジィラベル毎の分割領域に
適切に分割することによりファジィ制御則の構造を容易
且つ妥当に設計することができる。その結果、上記ファ
ジィ制御則の制御に係る妥当性を保持することが可能で
、対象プロセスに対する制御精度が向上する。
ィ制御則を構成する入力若しくは出力に係る1種以上の
変数の、制御情報を定性的に表現するファジィラベルで
あられされ1個々のファジィ制御則に対応する単位領域
の組合わせによる全体領域を、特定の他の変数のファジ
ィラベル毎の分割領域に分割することによりファジィ制
御則の構造を設計するファジィ制御則構造設計支援装置
において、上記他の変数のファジィラベル毎の分割領域
を表示する表示手段と、上記他の変数のファジィラベル
毎のある分割領域の単位領域を別の分割領域に変更する
変更手段とを具備してなることを特徴とするファジィ制
御則構造設計支援装置が提供される。それにより、ファ
ジィ制御則を構成する。1種以上の入力変数若しくは出
力変数のファジィラベルよりなる全体領域を、他の入力
変数もしくは出力変数のファジィラベル毎の分割領域に
適切に分割することによりファジィ制御則の構造を容易
且つ妥当に設計することができる。その結果、上記ファ
ジィ制御則の制御に係る妥当性を保持することが可能で
、対象プロセスに対する制御精度が向上する。
第1図は本発明の一実施例に係るファジィ制御則構造設
計支援装置の概略構成を示すブロック図第2図は同ファ
ジィ制御則構造設計支援装置のCRTに立体的に表示さ
れたラベル空間を示すデイスプレィ図、第3図は同ファ
ジィ制御則構造設計支援装置の処理手順を示すフローチ
ャート、第4図(alは出力変数Cvのファジィラベル
がMLの時の分割空間を示すデイスプレィ図、同図中)
は出力変数C■のファジィラベルがLAの時の分割空間
を示すデイスプレィ図、同図(C1は出力変数CVのフ
ァジィラベルがLLの時の分割空間を示すデイスプレィ
図、第5図fa+は上記ラベル空間において入力変数D
OのファジィラベルがSAの場合を平面的に示す想定図
、同図(blは上記入力変数DoのファジィラベルがS
Mである場合を平面的に示す想定図、同図fclは上記
入力変数DoのファジィラベルがMMである場合を平面
的に示す想定図、第6図は一般的なファジィ制御におい
てファジィ制御則と各変数のファジィラベル毎に設定さ
れたメンバシップ関数とから対象プロセスに与えられる
出力変数の操作量を算出するまでの過程を示す説明図で
ある。 〔符号の説明〕 1・・・ファジィ制御則構造設計支援装置3・・・キー
ボード 4・・・エディタ 5・・・CRT B・・・対象プロセス 出願人 鐘淵化学工業株式会社
計支援装置の概略構成を示すブロック図第2図は同ファ
ジィ制御則構造設計支援装置のCRTに立体的に表示さ
れたラベル空間を示すデイスプレィ図、第3図は同ファ
ジィ制御則構造設計支援装置の処理手順を示すフローチ
ャート、第4図(alは出力変数Cvのファジィラベル
がMLの時の分割空間を示すデイスプレィ図、同図中)
は出力変数C■のファジィラベルがLAの時の分割空間
を示すデイスプレィ図、同図(C1は出力変数CVのフ
ァジィラベルがLLの時の分割空間を示すデイスプレィ
図、第5図fa+は上記ラベル空間において入力変数D
OのファジィラベルがSAの場合を平面的に示す想定図
、同図(blは上記入力変数DoのファジィラベルがS
Mである場合を平面的に示す想定図、同図fclは上記
入力変数DoのファジィラベルがMMである場合を平面
的に示す想定図、第6図は一般的なファジィ制御におい
てファジィ制御則と各変数のファジィラベル毎に設定さ
れたメンバシップ関数とから対象プロセスに与えられる
出力変数の操作量を算出するまでの過程を示す説明図で
ある。 〔符号の説明〕 1・・・ファジィ制御則構造設計支援装置3・・・キー
ボード 4・・・エディタ 5・・・CRT B・・・対象プロセス 出願人 鐘淵化学工業株式会社
Claims (1)
- (1)対象プロセスを制御するためのファジィ制御則を
構成する入力若しくは出力に係る1種以上の変数の、制
御情報を定性的に表現するファジィラベルであらわされ
、個々のファジィ制御則に対応する単位領域の組合わせ
による全体領域を、特定の他の変数のファジィラベル毎
の分割領域に分割することによりファジィ制御則の構造
を設計するファジィ制御則構造設計支援装置において、 上記他の変数のファジィラベル毎の分割領 域を表示する表示手段と、 上記他の変数のファジィラベル毎のある分 割領域の単位領域を別の分割領域に変更する変更手段と
を具備してなることを特徴とするファジィ制御則構造設
計支援装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23614390A JPH04115306A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | ファジィ制御則構造設計支援装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23614390A JPH04115306A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | ファジィ制御則構造設計支援装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04115306A true JPH04115306A (ja) | 1992-04-16 |
Family
ID=16996400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23614390A Pending JPH04115306A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | ファジィ制御則構造設計支援装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04115306A (ja) |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP23614390A patent/JPH04115306A/ja active Pending
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