JPH0414140A - ファジィ開発支援装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ファジィルールに基づいて制御を行うファジ
ィ制御装置において理想的な制御応答を実現するために
、最適なファジィ知識ベースを構築するためのファジィ
開発支援装置に関する。

（ロ）従来の技術 ファジィ制御は、メンバシップ関数とファジィルールか
らなるファジィ知識に基づいて、例えば制御（応答）偏
差やその差分情報がら制御対象に応じた最適な操作量を
演算により求めて制御を行う。これにより、従来のＰＩ
Ｄ（比例、積分、微分）制御などでは得られない非線形
で且つ可変ゲインが容易に実現でき、高精度の制御が可
能である。このため、非常に多くの制御系への適用がさ
れている。

良好なファジィ制御を行うためには、制御対象に適した
ファジィ知識の構築が重要である。

そこで、このファジィ知識ベースの構築を支援するため
に、ファジィ開発支援装置がいくつが提案されている。

従来のファジィ開発支援装置では、例えば、制御実行中
の各時刻における各ファジィルールの成立度を、「情報
処理」Ｖｏｌ、３０　Ｎｏ、　８の記事「ファジィエキ
スパートシステム構築シェル」　（８月号１９８９年、
第９４８頁乃至第９５６頁）にあるようにトレンドグラ
フで表示したり、あるいは棒グラフで表示して各時刻で
ファジィ推論に用いられているルールやそのルールの成
立度を提示することにより、構築したファジィ知識ベー
スの修正（チューニング）作業の支援をしている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、ルール成立度をトレンドグラフで表示す
る場合、従来のものではルール毎に別のトレンドグラフ
に表示しているため、ファジィ制御における各ルールと
の成立度のかね合いを把握するのは余り容易ではなく、
また、別々のグラフに表示するので多くの表示領域を必
要として１画面で全てのルールの成立度を表示できない
虞があった。

本発明は、斯様な点に鑑みて為されたもので、ファジィ
制御における各ルールの成立度と共に各ルールの成立度
のかね合いの把握が容易に行えるファジィ開発支援装置
を提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、表示手段と、ファジィルールやメンバシップ
関数の定義や修正を行うためのファジィ知識ベースエデ
ィタとを具備し、ファジィルールとファジィルールにお
けるファジィ集合のメンバシップ関数を有するファジィ
知識ベースを構築するためのファジィ開発支援装置であ
って、ファジィルール毎に色を設定するルール色設定手
段と、ファジィ制御の実行に伴うファジィルールの成立
度を、各ルール毎に前記ルール色設定手段で設定された
色でルールの成立度を表示制御するルール成立度表示制
御手段とを備えるものであり、そして、ルール成立度表
示制御手段は、各ファジィルールの成立度を、各ルール
の成立度の表示と重ねて、時系列的に表示制御する。

（ホ）作用 ルール色設定手段により各ルール毎に色を設定して、ル
ール成立度の表示を行う場合には、設定された色で各ル
ールの成立度の表示を行うので、どのルールの成立度か
というルールの識別ができる状態で、ルール成立度の重
ね合わせ表示がされる。

（へ）実施例 第１図は、本発明のファジィ開発支援装置と該ファジィ
開発支援装置によって構築するファジィ知識に基づいて
制御を行うファジィ制御装置の一実施例の概略構成図で
ある。

（１）はファジィ制御装置で、ファジィルール及びメン
バシップ関数が記憶されたファジィ知識ベース（２）、
該ファジィ知識ベース（２）に記憶されたファジィルー
ル及びメンバシップ関数に基づいて推論を行って制御対
象（５）の制御のための出力を行うファジィ推論部（３
）、該ファジィ推論部（３）からの出力ｄｍを１階積分
して制御対象（５）に対する操作量ｍを出力する積分器
（４）からなる。

このファジィ制御装置（１）では、ファジィ推論部（３
）において、制御目標値である設定値ｒと現在のサンプ
ル時点ｔにおける制御応答ｙとの制御偏差ｅ　（＝ｒ−
ｙ）と、制御偏差ｅの１階微分ｄｅを入力とし、ファジ
ィ推論部（３）からファジィルールの基づいて操作量ｍ
の１階微分ｄｍが出力される。そして、積分器（４）で
ｄｍを時間ｔに関して１階積分することで制御対象（５
）に対する操作量ｍが得られる。

尚、ファジィ推論部に制御偏差ｅと制御偏差ｅのｎ階微
分ｄ″ｍを入力したり、その出力として操作量ｍそのも
のや、ｍのｎ同機分ｄ″ｍを演算出力して、ｄ′ｍをｎ
回積分することによって操作量ｍを導出するようなファ
ジィルールの構成でもよい。

（６）は、ファジィ制御装置（１）におけるファジィ知
識ベース（２）を構築するためのファジィ開発支援装置
で、ファジィ知識ベース（２）に記憶されるファジィル
ール及びメンバシッフ関数等のファジィ知識は、ファジ
ィ知識ベースエディタ（７）により定義あるいは修正さ
れる。

（８）は、ファジィ制御装置（１）における各時刻のフ
ァジィルールの前件部や後件部の変数の値（状態量）を
ファジィ制御回路（１）から入力する状態量収集回路で
、入力された各変数の値（状態量）は夫々所定の回路へ
と振り分けて出力される。

（９）は、状態量収集回路（８）から入力される変数の
値を時系列的にトレンドグラフで表示させるための変数
状態表示制御回路で、表示する変数や表示する色や表示
する大きさ等の属性を設定させるメニュー表示を行う機
能を有し、設定された表示属性を記憶しておく変数表示
属性メモリ（９ａ）を備える。

（１０）は、ファジィ推論部（３）におけるファジィ推
論の実行に際して、演算されるファジィルール成立度や
後件部変数の演算過程等の結論を導く過程を表示させる
推論過程表示制御回路で、時系列的に各ルールの成立度
を同時に表示させるトレンド型ルール成立度表示制御部
（１０ａ）と、サンプル時に成立しているルールの成立
度を捧グラフで表示させる棒グラフ型ルール成立度表示
制御部（ｉｏｂ）と、サンプル時における後件部変数の
値を決定するための演算過程を示すグラフを表示させる
後件部演算過程表示制御部（１０ｃ）とを備え、更には
、後述する入力回路がらの入力により設定される各グラ
フの表示の有無などの制御情報を記憶する後件部演算過
程表示属性メモリ（１０ｄ）を備える。

（１１）は、ファジィ知識ベースエディタ（７）で定義
されたファジィルールの前件部を構成する前件部変数の
内、２つの前件部変数に関して後述する入力回路からの
入力により設定される表示制御のための属性情報を状態
軌跡表示属性メモリ（Ｉｌａ）に記憶し、該状態軌跡表
示属性メモＩＪ（１１ａ）に記憶された属性情報に従っ
て、設定された２つの前件部変数を直交する２軸座標の
夫々の軸とする前件部変数領域に、状態量収集回路（８
）から入力される前件部変数の値の内の設定された２つ
の前件部変数の値に応じてこれら２つの前件部変数の状
態軌跡を表示させる状態軌跡表示制御回路である。

（１２）は、ファジィ知識ベースエディタ（７）で定義
された各ファジィルールに対してルール成立どの表示の
有無やルール成立度の表示の際の表示色等の色管理情報
を管理するルール色管理回路で、色管理情報を設定させ
るメニュー表示を行う機能を有し、設定された色管理情
報を記憶しておくルール色管理メモリ　（１２ａ）を備
える。

（１３）は、変数状態表示制御回路（９）によって表示
されるトレンドグラフや、推論過程表示制御回路（１０
）によって表示されるルール成立度あるいは後件部演算
過程を示すグラフ、状態軌跡表示制御回（１１）で表示
される状態軌跡の図等を、後述するデイスプレィの画面
上でレイアウト表示させるためのレイアウト管理回路で
、レイアウト表示のためのレイアウト情報は、後述する
入力回路からの入力により設定され、設定されたレイア
ウト情報はレイアウト管理メモリ（１３ａ）に記憶され
る。

そして、これらファジィ知識ベースエディタ（７）、変
数状態表示制御回路（９）、推論過程表示制御回路（１
０）　、状態軌跡表示制御回（１１）、ルール色管理回
路（１２）、及びレイアウト管理回路（１３）に共有の
資源として、キーボード等の入力手段である入力回路（
１４）と、表示手段であるデイスプレィ（１５）を備え
る。

まず、ファジィルール設計の初期の段階において、ファ
ジィ知識ベース（２）には、例えば第２図に示すような
ファジィルールが構成されているものとする。このとき
、ファジィルールは、前件部変数に制御偏差ｅと制御偏
差の１階微分ｄｅをと９、後件部変数に操作量ｍの１階
微分ｄｍをとるものとする。

制御偏差ｅと制御偏差の１階微分ｄｅのファジィ分割は
任意であるが、ここでは制御偏差ｅと制御偏差の１階微
分ｄｅを、第３図に示す様に、いずれも７つ（Ｎ　Ｂ　
：　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｂｉｇ、　Ｎ　Ｍ　：　ｎｅｇ
ａｔｉｖｅ　ｍｅｄｉｕｍ、　Ｎ　Ｓ　：　ｎｅｇａｔ
ｉｖｅ　ｓｍａｌｌ　Ｚ　Ｏ：　ｚｅｒｏ、　Ｐ　Ｓ　
：　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｓｍａｌＬ　ＰＭ　：　ｐｏｓ
ｉｔｉｖｅ　ｍｅｒ３］ｕｍ　　Ｐ　Ｂ　：　ｐｏｓｉ
ｔｉｖｅ　ｂｉｇ）に分割し、第２図に示すような１３
個のファジィ制御ルールを設定する。

第２図に示すファジィルールは次のように表される。

Ｒ１：ＩＦ　ｅ　　ｉｓ　ＮＢ、ｄｅ　　ｉｓ　ＺＯ，
ＴＨＥＮ　ｄｍ　　ｉｓ　ＮＢＲ２：ＩＦ　ｅ　　ｉｓ
　ＮＭ、ｄｅ　　ｉｓ　ＺＯ，ＴＨＥＮｄｍ　　ｉｓ　
ＮＭＲ３：ＩＦ　ｅ　　ｉｓ　ＮＳ、ｄｅ　　ｉｓ　Ｚ
Ｏ，ＴＨＥＮ　ｄｍ　ｉｓ　Ｎ５Ｒ４：ＩＦ　ｅ　　ｉ
ｓ　ｚＯ，ｄｅ　　ｉｓ　ＮＢ、ＴＨＥＮ　ｄｍ　ｉｓ
　ＮＢＲＩＣＩＦ　　ｅ　　ｉｓ　ＰＳ、ｄｅ　　ｉｓ
　ＺＯ，ＴＨＥＮ　ｄｍ　　ｉｓ　ＰＳＲ１２：ＩＦ　
　ｅ　　ｉｓ　ＰＭ、ｄｅ　　ｉｓ　ＺＯ，ＴＨＥＮ　
ｄｍ　　ｉｓ　ＰＭＲ１３：ＩＦ　　ｅ　　ｉｓ　　Ｐ
Ｂ、ｄｅ　　ｉｓ　　ＺＯ，ＴＨＥＮ　ｄｍ　　ｉｓ　
ＰＢ但し、ｅＥｒ−ｙ、ｄｅミｄｅ／ａｔ。

ｄｍＥｄｍ／ｄｔ ｒ：設定値、ｙ：制御応答、ｅ：制御偏差、ｄｅ：制御
偏差の１階微分、ｄｍ：操作量ｍの一階微分である。

前件部のメンバシップ関数は第３図に示した通りであり
、後件部のメンバシップ関数を第４図に示す。第４図Ａ
では後件部の変数を７つにファジィ分割した場合のメン
バシップ関数を示し、第４図Ｂでは後件部のメンバシッ
プ関数を実数値ｈ（ｌ＝１〜７）に置き換えて簡略化し
たものを示す。

ファジィ制御装置（ファジィ推論部（３））に入力ｅ、
ｄｅが与えられたとき、第４図Ａで定義されるメンバシ
ップ関数に従うとき、所謂重心法では、出力ｄｍは次式
で得られる。

ｄｍ＝Ｓｚμｇ・（ｚ）ｄｚ／１Ｉｉｒ（ｚ）ｄｚここ
で、Ｂ　ｌ＋　　Ｂ　３．・・・、Ｂ７は後件部変数の
ファジィ集合であり、 Ｂ’　＝Ｂ’、ＵＢ’、Ｕ・・・ＵＢ’。

μｍ−（ｚ）＝μｍ−＋（ｚ）Ｖμｍ・ｔ（ｚ）Ｖ＝−
Ｖμ８・、（２） である。但し、Ｂ’＋（ｊ＝１〜ｎ）は、出力ｄｍを得
る式において後件部変数がＢ、であるようなルールの内
、成立度が最大のものを頭切りして得られるファジィ集
合であり、またμ８・、（Ｚ）はＢ′で定義される適合
度である。この場合は、ｍｉｎ／ｍａｘ−頭切り一重心
法によるものである。

また、第４図Ｂのように後件部のメンバシップ関数を実
数値に置き換えた場合には、出力ｄｍは次式で得られる
。

但し、ｗ、は１番めのルールの、ｅ、ｄｅに対するルー
ル成立度である。

斯様にして得られた操作量の１階微分ｄｍから、積分器
（４）により時間ｔに関して積分して操作量ｍを得、そ
の操作量ｍが制御対象（５）に与えられて制御対象（５
）の制御が行われる。

さて、ファジィ知識ベース（２）に構築されたファジィ
知識（メンバシップ関数やファジィルール）に基づいて
、ファジィ制御装置（１）でファジィ制御が行われる際
には、各サンプル時刻における、ファジィ推論部（３）
に入力されるｅとｄｅ、出力されるｄｍ、操作量ｍ、制
御応答ｙ等の変数のｆｉｔ（状態量）がファジィ開発支
援装置（６）の状態量収集回路（８）に入力され、更に
ファジィ推論部（３）において演算されるファジィルー
ルの成立度や後件部演算過程の情報が推論過程表示制御
回路（１０）に、入力される。これにより、ファジィ制
御における各変数の変化の状態やルールの成立の状態を
モニタすることができる。

まず、変数状態表示制御回路（９）によるトレンドグラ
フ（時系列グラフ）の表示について説明する。

変数のトレンドグラフの表示を行う場合、ファジィ制御
装置（１）による制御の実行（あるいは図示しないファ
ジィ制御シュミレーション装置によるファジィ制御シュ
ミレーションの実行、以下、まとめてファジィ制御の実
行と言う）に先だって、変数のトレンドグラフのの表示
属性を入力回路（１４）からの入力により設定しておく
。表示属性の設定モードへの入力がされると、変数状態
表示制御回路（９）は、デイスプレィ（１５）に表示属
性設定のためのメニュー表示を行う。

第５図はトレンドグラフの表示を行う変数の表示属性の
設定画面の一例で、ウィンドウＡでトレンドグラフで表
示する変数を指定し、ウィンドウＢで、表示の指定をし
た変数に関して、表示色、表示幅（最大値、最小値）、
目盛り表示の有無と目盛りの種類等の表示属性を指定す
る。指定された表示属性は変数表示属性メモリ（’９ａ
）に記憶される。ここでは、表示を行う変数として制御
応答ｙを選択しており、ｙは温度を示している。

そして、ファジィ制御の実行により、状態量収集回路（
８）に各変数の値が入力され、変数状態表示制御回路（
９）では、変数表示属性メモリ（９ａ）に記憶された表
示属性に従って、状態量収集回路（８）から入力される
変数の内、表示する変数について、入力されるその変数
の値を、例えば第６図に示すようなトレンドグラフに表
示する。

次に、推論過程表示制御回路（１０）によるルール成立
度あるいは後件部演算過程を示すグラフの表示について
説明する。

この場合も、上述と同様に、ファジィ制御の実行に先だ
って、各グラフの表示の有無等の制御情報の設定を入力
回路（１４）からの入力により行っておく。第７図は推
論過程表示制御回路（１０）の制御によりデイスプレィ
（１５）に表示される制御情報設定画面の一例である。

設定された制御情報は後件部演算過程表示属性メモＩＪ
　（，１０ｄ）に記憶される。

ファジィ推論の実行に伴って、ファジィ推論部（３）か
ら、推論過程表示制御回路（１０）に各サンプル時刻に
おけるルール成立度や後件部変数の演算過程を示す情報
が入力され、後件部演算過程表示属性メモリ（１０ｄ）
に記憶された制御情報に従って、デイスプレィ（１５）
に各グラフの表示を行う。

第８図乃至第１０図に、推論過程表示制御回路（１０）
の制御により表示されるグラフの例を示す。

第８図は、トレンド型ルール成立度表示制御部（１０ａ
）により表示される、各ルールの成立度（適合度）の時
間的変化を時系列的に示したルール成立度のトレンドグ
ラフである。

第９図は、棒グラフ型ルール成立度表示制御部（１０ｂ
）の制御により、ファジィ推論部（３）から入力される
サンプル時点におけるファジィルールの成立度を棒グラ
フで表示したものである。棒グラフで表示されるルール
は、推論におけるルールの成立に従ってサンプル時毎に
変わる。

また、第１０図は、後件部演算過程表示制御部（１０ｃ
）により表示される後件部合成演算の様子を示すグラフ
で、第４図Ｂで示す後件部変数のメンバシップ関数が実
数値で表されるときの後件部変数ｄｍの値を合成演算す
る過程を示している。

このグラフの表示も、推論により成立した各ルールで求
められる後件部変数の値に応じて、ファジィ推論部（３
）から出力される値のサンプル毎（あるいは設定された
数サンプル毎）に変化する。

ここでルール色管理回路（１２）の動作について説明す
る。ルール色管理回路（１２）は、第８図、第９図のよ
うな、ルールの成立度を表示する場合に、成立している
ルールの識別を容易にならしめるもので、ファジィ制御
の実行の前に各ファジィルールに対して表示色の設定が
される。

ルールの表示色の設定モードにおいて、ルール色管理回
路（１２）は、第１１図に示すようなルールの表示色等
の色管理情報を設定するメニュー画面デイスプレィ（１
５）にを表示させる。

そして入力回路（１４）がらの入力により、色管理情報
の設定がされるが、例えば、第１１図の例では、ウィン
ドウαで色を設定するルールを選択し、ウィンドウβで
選択したルール表示の有無を指定し、更にウィンドウγ
で選択したルールの表示色を選択する。設定された色管
理情報はルール色管理メモ’）　（１２ａ）に記憶され
る。尚、ルール色管理回路（１２）による色管理情報の
設定をしない場合、ルール色管理回路（１２）に予め設
定されている色管理情報（デフォルト値）がルールに順
に割り当てられる。

そして、推論過程表示制御回路（１ｏ）によるルール成
立度のグラフ表示がされるときに、推論過程表示制御回
路（１０）は、ルール色管理メモリ（１２ａ）に記憶さ
れた色管理情報を参照して、各ルールの成立度の表示を
行う。これにより、トレンド型ルール成立度表示制御部
（１０ａ）でルール成立度のトレンドグラフを表示する
ときには、つのトレンドグラフに各ルールの成立度が多
重表示される。また、棒グラフ型ルール成立度表示制御
部（１０ｂ）で成立しているルールの成立度を表示する
ときに、ルールの成立度の大きい順に棒グラフの表示が
されると、各サンプル時点毎で成立度を表示する位置が
変わることがあるが、ルール毎に表示色が決まっている
ので、各ルールの成立度及び成立度順の把握が容易にで
きる。

次に、状態軌跡表示制御回路（１１）の制御による、フ
ァジィ制御の実行に伴った、前件部変数の状態軌跡の表
示について説明する。状態軌跡の表示は、変数状態表示
制御回路（９）によって表示されるトレンドグラフや、
推論過程表示制御回路（１０）によって表示されるルー
ル成立度あるいは後件部演算過程を示すグラフの表示と
同時に行うことが可能である。

状態軌跡のグラフ表示を行うために、上述と同様に、フ
ァジィ制御の実行に先だって、定義されたファジィルー
ルの前件部を構成する前件無変数の内、２つの前件部変
数を選択（ファジィルールの前件部変数が２つしかない
ときには特に選択する必要はなく、その２つが自動的に
設定される）し、その２つの前件部変数の対して表示制
御のための属性情報を入力回路（１４）から入力して設
定する。第１２図は状態軌跡表示制御回路（１１）の制
御によって表示される状態軌跡表示のための属性情報設
定画面の一例である。設定された属性情報は状態軌跡表
示属性メモリ（ｌｌａ）に記憶される。

第１２図では、定義されているファジィルールに即して
、ファジィルールの前件部の変数の内、縦軸変数として
制御骨差ｅを、横軸変数として制御偏差の１階微分ｄｅ
を選択している。尚、第１２図において、縦軸変数の候
補としてｅとｄｅとｅの２階微分であるｄ”ｅがあるが
、これは、この例ではファジィルールに３つの前件部変
数が存在する場合を示しているからで、通常ルール全体
でＮ（Ｎは２以上の整数）個の前件部変数が存在するこ
とが多い。

入力回路（１４）により、ファジィルールの前件部を構
成する複数の変数の内、注目すべき２つの変数を選択す
ると、状態軌跡表示制御回路（１１）は、選択した２つ
の変数を直交座標の縦軸と横軸に割り当てて、選択され
た２つの前件部変数で前件部変数領域を定義する。

また、２つの変数の選択時には、第１２図に示すように
、前件部変数領域を各変数のファジィ分割に応じた小領
域に区分けして表示することの指示がされる。

設定された属性情報に従い、状態軌跡表示制御回路（１
１）は、選択された２つの前件部変数を縦軸、横軸に割
り当て、本実施例の場合には第１３図に示すように、縦
軸に制御偏差ｅ、横軸に制御偏差の１階微分ｄｅを割り
当て、メンバシップ関数が定義された各変数のファジィ
分割に応じた小領域に区分は表示（格子を表示）し、更
に、区分は表示された小領域に対応してファジィルール
が定義されている場合には、その小領域をルールが定義
済みということの識別が可能な表示（第１３図では斜線
にて示している、その他、ルールが定義されていない小
領域と輝度を変えたり、表示色を変えたりする）をデイ
スプレィ（１５）の表示画面に表示する。

そして、ファジィ制御の実行により、状態量収集回路（
８）に各変数の値が入力され、状態量収集回路（８）か
ら状態軌跡表示制御回路（１１）に前件部変数の値が順
次入力される。状態軌跡表示制御回路（１１）は、状態
量収集回路（８）から入力される変数の内、選択された
２つの前件部変数について、デイスプレィ（１５）の表
示画面上で、入力されるその変数の値に応じた前件部変
数領域の座標上の位置に表示を行い、前件部変数の遷移
状態を描く。

第１３図の例では、実線の矢印で遷移状態を示す。この
とき、第２図に設定されたファジィルールに基づくファ
ジィ制御では、設定値ｒ（制御偏差ｅ及びその１階微分
ｄｅがともに零（ＺＯ）の状態）までの到達時間が計測
される。

ここで、変数の状態は、（ｅ＝ＰＢ、　ｄｅ＝ＮＢ）の
小領域から（ｅ　＝ＰＭ、　ｃｌｅ＝ＮＭ）、（ｅ　＝
Ｐ　Ｓ、　ｄｅ　＝ＮＭ）、（ｅ＝Ｚｏ、　ｄｅ＝ＮＳ
）の小領域を通って（ｅ＝Ｚｏ、ｄｅ＝Ｚｏ）の小領域
へと遷移している。

状態軌跡は、（ｅ＝ＰＢ、ｄｅ＝ＮＢ）、（ｅ＝　Ｐ　
Ｍ、　ｄｅ　＝　ＮＭ）、（ｅ　＝Ｐ　Ｓ、　ｄｅ　＝
ＮＭ）の小領域を通過するけれども、これらの小領域に
対応するファジィルールの定義はされておらず、より良
好なファジィ制御を行うにはこれらの小領域に対応する
ファジィルールの定義が必要であることが容易に判断さ
れる。

ところで、通常は、状態軌跡表示制御回路（１１）によ
り表示される状態軌跡は、レイアウト管理回路（１３）
の制御により、他のグラフと一緒にデイスプレィ（１５
）の１画面上に表示される。

第１４図は、状態軌跡表示制御回路（１１）の制御によ
る前件部変数ｅとｄｅの状態軌跡のグラフと、変数状態
表示制御回路（９）の制御による応答偏差（温度）ｙの
トレンドグラフと、トレンド型ルール成立度表示制御部
（１０ａ）の制御によるルール成立度のトレンドグラフ
と、後件部演算過程表示制御部（１０ｃ）の制御による
後件部合成演算の様子を示すグラフを同時に表示してい
る表示例である。

状態軌跡のグラフと他の関連するグラフを同時に表示す
ることによってファジィルールのチューニングを、より
効果的に容易に行うことが可能になる。

例えば、第１４図では、制御応答（温度）ｙのトレンド
グラフにおいて、時刻ｔ、＝１０秒、ｔｔ＝２０秒、ｔ
、＝３０秒の時点においては、温度ｙは目標温度（設定
値ｒ）の２００℃よりも５０℃以上低いので、特に時刻
１．．１．前後ではｄｍを増加（操作量ｍを増加、すな
わちｙを加速）させ、時刻ｔ。

では目標温度を越えないように、ｄｍを零（ｙを減速）
にするようなルールを追加すればよいということがわか
る。

更に、状態軌跡表示制御回路（１１）の制御によるＦｉ
１１＋部変数ｅとｄｅの状態軌跡図において、時刻ｔ１
、ｊｓ、ｊｓの時点では、前件部変数領域の夫々（ｅ＝
ＰＢ、ｄｅ＝＝ＮＢ）、（ｅ＝ＰＭ、ｄｅ＝ＮＭ）、（
ｅ−Ｐ　Ｓ、ｄｅ＝ＮＭ）の小領域内に位置するような
状態に前件部変数はある。

これらのことから、 ｒ　（ｅ＝ＰＢ、ｄｅ＝ＮＢ）の領域ではｄｍを中くら
い増加せよＪ ’　（ｅ＝ＰＭ、ｄｅ＝ＮＭの領域ではｄｍを少し増加
せよ」 ’　（ｅ＝ＰＳ、ｄｅ＝ＮＭ）の領域ではｄｍを零とせ
よ」 というファジィルールが必要であることが分かる。

そこで、ファジィ知識ベースエディタ（７）を操作して
、以下のように新たにファジィルールを定義する。

Ｒ１４：ＩＦ　ｅ　　ｉｓ　ＰＢ、ｄｅ　　ｉｓ　ＮＳ
、ＴＨＥＮ　ｄｍ　ｉｓ　ＰＭＲ１５：ＩＦ　ｅ　　ｉ
ｓ　ＰＭ、ｄｅ　　ｉｓ　ＮＭ、ＴＨＥＮ　ｄｍ　ｉｓ
　ＰＳＲ１６：ＩＦ　　ｅ　　ｉｓ　　ＰＳ、ｄｅ　　
ｉｓ　ＮＭ、ＴＨＥＮ　ｄｍ　　ｉｓ　２０更に、ルー
ルの対称性を考慮して、 Ｒ１７：ＩＦ　ｅ　　ｉｓ　ＮＢ、ｄｅ　　ｉｓ　ＰＳ
、ＴＨＥＮ　ｄｍ　ｉｓ　８ＭＲ１８：ＩＦ　ｅ　　ｉ
ｓ　ＮＭ、ｄｅ　　ｉｓ　ＰＭ、ＴＨＥＮ　ｄｍ　ｉｓ
　Ｎ５Ｒ１９：ＩＦ　ｅ　　ｉｓ　ＮＳ、ｄｅ　　ｉｓ
　ＰＭ、ＴＨＥＮ　ｄｍ　ｉｓ　２０を追加定義する。

そして、新たにファジィルールを定義することによって
より良好なファジィ制御を行うことが可能となる。

このように、状態軌跡のグラフと、変数の変化状態を示
すトレンドグラフやファジィ推論過程に関するグラフと
いった他の関連するグラフを、同時に表示することによ
り、より効果的に容易にチューニング作業が行える。

ところで、レイアウト管理回路（１３）は、通常、状態
軌跡のグラフと他の関連するグラフを同時に表示するよ
う制御を行うが、入力回路（１４）からの設定による、
各グラフの表示画面上でのレイアウト制御を行う。

入力回路（１４）がらレイアウト設定モードへの切換え
が指示されると、レイアウト管理回路（１３）は、第１
５図のようなレイアウトのための設定画面を表示する。

そして、設定画面に従って、入力回路（１４）から所望
のレイアウトを行うべく、各グラフ毎に設定入力を行う
。設定されたレイアウト情報は、レイアウト情報管理メ
モリ（１３ａ）に記憶される。

レイアウト管理回路（１３）は、各表示制御回路から表
示制御されるグラフのデータを、レイアウト情報管理メ
モリ　（１３ａ）に記憶されたレイアウト情報に基づい
て、デイスプレィ（１５）上に各グラフを同時に表示さ
せる。例えば、第１５図で設定されたレイアウト情報に
従うと、第１４図の様に各グラフがレイアウト表示され
る。

レイアウトの設定は、基本的には、各グラフの表示の有
無と表示画面上における表示位置（領域）の座標を設定
することでなされる。第１５図では、推論過程表示制御
回路（１０）の制御によるルール成立度のトレンドグラ
フ、棒グラフ、それに後件部合成演算過程を示す図と、
状態軌跡表示制御回路（１１）の制御による状態軌跡の
グラフと、変数状態表示制御回路（９）の制御による選
択された変数のトレンドグラフとの夫々の表示の有無と
表示位置（領域）を示す各グラフの４端点の座標（角の
座標）が設定されている。表示位置として４端点の座標
を指定することにより、表示位置と同時に、表示する大
きさが設定される。

尚、ルール成立度のトレンドグラフと変数のトレンドグ
ラフの表示位置の座標指定は、表示領域の縦軸座標の最
小値（ｙＯ）と最大値（ｙｌ）を指定しておき、横軸座
標の最小値（ｘ　Ｏ）と最大値（ｘｌ）は別に時間軸と
して指定する。ルール成立度のトレンドグラフと変数の
トレンドグラフの横軸はいずれも時間軸であり、２つの
グラフの横軸を時間軸として１つ設定している。２つの
トレンドグラフの横軸を時間軸として１つ設定すること
により、２つのトレンドグラフの横軸（時間軸）を−緒
にすることができ、時間的経過に伴う夫々の縦軸に割り
当てられた変数の状態変化の比較が容易になる。

例えば、ルール成立度のトレンドグラフと変数のトレン
ドグラフの２つに着目してこの２つのグラフを表示する
ときには、レイアウトの設定モードにおいて、時間軸を
拡大したものに設定すれば、第１６図のように、時間軸
が同じ幅で拡大されて２つのトレンドグラフが表示され
る。

（ト）発明の効果 本発明は、以上の説明から明らかなように、ルール成立
度を表示するときに、ルール毎に色を設定しておくこと
により、特定のルールの成立度の変化の様子が簡単に認
識できる。更に、トレンドグラフによるルール成立度の
多重表示がされるので、小さな表示領域で各ルールの成
立度を表示することができる。これにより、各ルールの
成立度のかね合いを把握すること力１容易にでき、ファ
ジィ知識のチューニング作業の支援がより効果的に行え
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のファジィ開発支援装置と該ファジィ開
発支援装置によって構築するファジィ知識に基づいて制
御を行うファジィ制御装置の一実施例の概略構成図、第
２図は本発明一実施例に係るファジィルールを示す図、
第３図は本発明一実施例に係るファジィルールの前件部
のメンバシップ関数を示す図、第４図は本発明一実施例
に係るファジィ制御ルールの後件部のメンバシップ関数
を示す図、第５図は本発明一実施例に係る変数のトレン
ドグラフの表示属性を設定する設定画面の一例を示す図
、第６図は本発明一実施例に係る変数のトレンドグラフ
の表示例を示す図、第７図は本発明一実施例に係る推論
過程の表示制御情報を設定する設定画面の一例を示す図
、第８図は本発明一実施例に係るルール成立度のトレン
ドグラフの表示例を示す図、第９図はルール成立度の棒
グラフの表示例を示す図、第１０図は本発明一実施例に
係る後件部合成演算の様子の表示例を示す図、第１１図
は本発明一実施例に係るルールの色管理情報を設定する
設定画面の一例を示す図、第１２図は本発明一実施例に
係る状態軌跡の属性情報を設定する設定画面の一例を示
す図、第１３図は本発明一実施例に係る前件部変数の状
態軌跡の表示例を示す図、第１４図は本発明一実施例に
係るレイアウト管理により４つのグラフが同時に表示さ
れた表示例を示す図、第１５図は本発明一実施例に係る
レイアウトｆ埋のレイアウト情報を設定する設定画面の
一例を示す図、第１６図は本発明一実施例に係るレイア
ウト管理により時間軸を変更したとき表示例を示す図で
ある。 （１）・・・ファジィ制御装置、（２）・・・ファジィ
知識ベース、（３）・・・ファジィ推論部、（４）・・
・積分器、（５）・・・制御対象、（６）・・・ファジ
ィ開発支援装置、（７）・・・ファジィ知識ベースエデ
ィタ、（８）・・・状態量収集回路、（９）・・・変数
状態表示制御回路、（９ａ）・・・変数表示属性メモリ
、（１０）・・・推論過程表示制御回路（ルール成立度
表示制御手段）、（１０ａ）・・・トレンド型ルール成
立度表示制御部、（１０ｂ）・・・棒グラフ型ルール成
立度表示制御部、（１０ｃ）・・・後件部演算過程表示
制御部、（１０ｄ）・・・後件部演算過程表示属性メモ
リ、（１１）・・・状態軌跡表示制御回路、（Ｉｌａ）
・・・状態軌跡表示属性メモリ、（１２）・・・ルール
色管理回路（ルール色設定手段）、（１２ａ）・・・ル
ール色管理メモリ、（１３）・・・レイアウト管理回路
、（１３ａ）・・・レイアウト管理メモリ、（１４）・
・・入力回路、（１５）・・・デイスプレィ（表示手段
）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　表示手段と、ファジィルールやメンバシップ関
   数の定義や修正を行うためのファジィ知識ベースエディ
   タとを具備し、ファジィルールとファジィルールにおけ
   るファジィ集合のメンバシップ関数を有するファジィ知
   識ベースを構築するためのファジィ開発支援装置におい
   て、 ファジィルール毎に色を設定するルール色設定手段と、
   ファジィ制御の実行に伴うファジィルールの成立度を、
   各ルール毎に前記ルール色設定手段で設定された色でル
   ールの成立度を表示制御するルール成立度表示制御手段
   とを備えることを特徴とするファジィ開発支援装置。
2. （２）　前記ルール成立度表示制御手段は、各ファジィ
   ルールの成立度を、各ルールの成立度の表示と重ねて、
   時系列的に表示制御することを特徴とする請求項１記載
   のファジィ開発支援装置。