JPH04316132A - ファジイ推論方法およびその装置 - Google Patents

ファジイ推論方法およびその装置

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JPH04316132A
JPH04316132A JP10989191A JP10989191A JPH04316132A JP H04316132 A JPH04316132 A JP H04316132A JP 10989191 A JP10989191 A JP 10989191A JP 10989191 A JP10989191 A JP 10989191A JP H04316132 A JPH04316132 A JP H04316132A
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JP
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fuzzy inference
inference
fuzzy
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result
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JP10989191A
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Ichiro Sato
一郎 佐藤
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NEC Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数のルールによるファ
ジイ推論の推論結果を合成し非ファジイ化するファジイ
推論に関し、特にそれぞれのルールによって得られた推
論結果を、重み付けして合成し、非ファジイ化するファ
ジイ推論方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ファジイ推論は、人間の主観,経験等の
あいまいな情報を取り入れることができるという特徴を
持ち、近年、プロセス制御など様々な分野に応用されて
いる。
【0003】図3は、複数のルールによるファジイ推論
の推論結果を合成し且つ非ファジイ化する従来のファジ
イ推論方法の手順を示す。
【0004】図3を参照すると、従来のファジイ推論方
法は、推論に使う推論ルールの選択(S1)、選択した
各ルールに対応するメンバシップ関数の設定(S4)、
状態量の観測(S5)、観測された状態量と選択された
各ルールと設定された各メンバシップ関数とに基づくフ
ァジイ推論の実行(S6)、このファジイ推論の実行で
得られた各ルールによる推論結果の合成(S8)、この
合成後の推論結果の非ファジイ化(S9),この非ファ
ジイ化された推論結果の出力(S10)という手順を踏
んで、複数のルールによるファジイ推論の推論結果の合
成と非ファジイ化を行っていた。
【0005】図4は図3に示したようなファジイ推論方
法を実施する従来のファジイ推論装置のブロック図であ
り、2はメンバシップ関数格納メモリ、3はファジイ推
論演算回路、5は推論結果合成・非ファジイ化回路であ
る。
【0006】図4において、メンバシップ関数格納メモ
リ2には選択された各ルールに対応するメンバシップ関
数が入力されて記憶されており、ファジイ推論実行時、
ファジイ推論演算回路3は、状態量を入力すると共にメ
ンバシップ関数格納メモリ2から各ルールに対応するメ
ンバシップ関数を読み込み、各ルールに対するファジイ
推論を実行(演算)する。
【0007】ファジイ推論演算回路3で得られた各ルー
ルによるファジイ推論結果は推論結果合成・非ファジイ
化回路5に与えられ、推論結果合成・非ファジイ化回路
5は、Min−Max合成重心計算法,高さ法,中心値
法,最大値法など様々な方法により、複数のルールによ
るファジイ推論結果の合成と非ファジイ化を行い、ファ
ジイ推論結果を出力する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
よっても、複数ルールによるファジイ推論結果の合成,
非ファジイ化自体は可能であるが、ファジイ推論に使用
する各ルールを全て同一レベルでしか扱えないので、例
えば、或る状態においてはルールAによる推論結果がル
ールBによる推論結果よりも優先するということが経験
によりわかっている場合でも、その経験を活かすことが
できないという問題点があった。
【0009】本発明はこのような事情に鑑みて為された
ものであり、その目的は、ルール間に付与した優先度に
よって各ルールによるファジイ推論結果に重み付けを行
い、それを合成,非ファジイ化することにより、ファジ
イ推論に経験等をより一層活用し得るようにすることに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のファジイ推論方
法は上記の目的を達成するために、複数のルールによる
ファジイ推論結果を合成し非ファジイ化するファジイ推
論方法において、各ルール間の優先度を重み付け関数行
列として定義しておき、ファジイ推論の結果の合成・非
ファジイ化の前段階で、前記重み付け関数行列をそれぞ
れのファジイ推論結果に乗じることによって各推論結果
に重み付けを行い、この重み付け後のファジイ推論結果
に対し合成・非ファジイ化を行ってファジイ推論結果出
力を得るようにしている。
【0011】また、このようなファジイ推論方法を実施
する本発明のファジイ推論装置は、各ルール間の優先度
に基づき定義された重み付け関数行列を記憶する重み付
け関数格納メモリと、メンバシップ関数を記憶するメン
バシップ関数格納メモリと、このメンバシップ関数格納
メモリに格納されたメンバシップ関数と状態量とを入力
し各ルールによるファジイ推論を実行するファジイ推論
演算回路と、このファジイ推論演算回路で得られた各ル
ールによるファジイ推論結果に対し前記重み付け関数格
納メモリに格納された重み付け関数を使用して重み付け
を行う推論結果重み付け回路と、この推論結果重み付け
回路で重み付けされた推論結果に対し合成・非ファジイ
化を行ってファジイ推論結果を出力する推論結果合成・
非ファジイ化回路とを備えている。
【0012】
【作用】本発明においては、各ルール間の優先度に基づ
き定義された重み付け関数行列が重み付け関数格納メモ
リに保持されており、ファジイ推論演算回路がメンバシ
ップ関数格納メモリに格納されたメンバシップ関数と状
態量とを入力して各ルールによるファジイ推論を実行し
て各ルールによるファジイ推論結果を出力すると、推論
結果重み付け回路が、それらのファジイ推論結果に対し
重み付け関数格納メモリに格納された重み付け関数を使
用して重み付けを行い、推論結果合成・非ファジイ化回
路がその重み付けされた推論結果の合成・非ファジイ化
を行ってファジイ推論結果を出力する。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
【0014】図1は本発明の一実施例のファジイ推論方
法の手順を示す流れ図であり、S1〜S10は各ステッ
プを示す。
【0015】本実施例のファジイ推論方法が図3に示し
た従来技術と相違するところは、ルール間の優先度を決
定するステップS2と、重み付け関数行列を定義するス
テップS3と、推論結果への重み付けを行うステップS
7とを追加した点にある。以下、図1を参照して本実施
例のファジイ推論方法を説明する。
【0016】ステップS1において、従来と同様に推論
ルールの選択を行う。今の場合、或る状態量Xに対して
、経験則からファジイ推論のルールとして、ルールRa
,ルールRb,ルールRcの3つが選択されたと仮定す
る。
【0017】次に、ステップS2において、上記3つの
ルールRa,Rb,Rc間の優先度を経験に基づいて決
定する。そして、次のステップS3において、その決定
された優先度に基づき重み付け関数行列W(X)を定義
する。
【0018】重み付け関数行列W(X)としては、例え
ば以下のような行列を使用する。
【0019】
【数1】
【0020】但し、
【数2】      Wij≧0    (i=a〜c
,j=a〜c。以下同じ)
【0021】
【数3】 とする。
【0022】例えば、上記のルールRa,Rb,Rc間
の優先度の割合が、 ルールRa:ルールRb:ルールRc=1:0.7:0
.6であることが経験によって決定された場合、重み付
け関数行列W(X)は以下のように定義される。
【0023】
【数4】
【0024】その後、従来技術と同様に、メンバシップ
関数の設定(S4),状態量の観測(S5),ファジイ
推論の実行(S6)が行われ、このファジイ推論の実行
によって得られた各ルールによる推論結果に対し、次の
ステップS7で以下のような重み付けが行われる。
【0025】今、ステップS6のファジイ推論の実行に
より、上記のルールRaによる推論結果としてYa(X
)が、ルールRbによる推論結果としてYb(X)が、
ルールRcによる推論結果としてYc(X)がそれぞれ
得られたとすると、ステップS7では次の計算式による
計算を行って、重み付けされた推論結果Y’a(X),
Y’b(X),Y’c(X)を得る。
【0026】
【数5】
【0027】ここで、重み付け関数行列W(X)として
数1に示したような行列を使用した場合、重み付けされ
た推論結果Y’a(X),Y’b(X),Y’c(X)
は以下のようになる。
【0028】
【数6】
【0029】
【数7】
【0030】
【数8】
【0031】また、重み付け関数行列W(X)として数
4の行列が使用された場合の各推論結果Y’a(X),
Y’b(X),Y’c(X)は以下のようになる。
【0032】
【数9】          Y’a(X)=Ya(X
【0033】
【数10】        Y’b(X)=0.7×Y
b(X)
【0034】
【数11】        Y’c(X)=0.6×Y
c(X)
【0035】ステップS7によって重み付けさ
れた推論結果は、次のステップS8,S9で従来と同様
な方法で合成,非ファジイ化された後、ステップS10
で推論結果の出力が行われる。
【0036】このように本実施例のファジイ推論方法は
、経験により得られる各ルール間の優先度を予め重み付
け関数行列W(X)として定義しておき、ファジイ推論
の結果の合成・非ファジイ化の前段階で、上記の重み付
け関数行列W(X)をそれぞれのファジイ推論結果に乗
じることによって各推論結果に優先度を付与し、その後
にファジイ推論結果の合成・非ファジイ化を行うことに
より、経験により得られる情報をルール間の優先度付け
を通じてファジイ推論にさらに反映させることを可能に
している。
【0037】図2は図1を参照して説明したようなファ
ジイ推論方法を実施するのに好適なファジイ推論装置の
一実施例のブロック図である。なお、同図において、従
来技術の説明で参照した図4と同一符号は同一部分を示
し、1は重み付け関数格納メモリ、4は乗算器41およ
び加算器42を含む推論結果重み付け回路である。
【0038】図2に示すように本実施例のファジイ推論
装置は、入力された重み付け関数を保持する重み付け関
数格納メモリ1と、入力された各メンバシップ関数を保
持するメンバシップ関数格納メモリ2と、状態量を入力
すると共にメンバシップ関数格納メモリ2からメンバシ
ップ関数を入力して各ルールによるファジイ推論を実行
するファジイ推論演算回路3と、ファジイ推論演算回路
3で得られた各ルールによる推論結果に対し重み付け関
数格納メモリ1に保持された重み付け関数を使用して重
み付けを行う推論結果重み付け回路4と、推論結果重み
付け回路4で得られた重み付け後の推論結果を合成し非
ファジイ化する推論結果合成・非ファジイ化回路5とで
構成されている。
【0039】図1のステップS3で定義された重み付け
関数行列W(X)の各要素Wij(X)は重み付け関数
格納メモリ1に入力されて保持される。また、従来と同
様にしてメンバシップ関数格納メモリ2にはメンバシッ
プ関数が保持される。
【0040】ファジイ推論実行時、ファジイ推論演算回
路3は、状態量を入力すると共に、メンバシップ関数格
納メモリ2に格納されている各ルールに対応するメンバ
シップ関数を読み込み、各ルールに対応するファジイ推
論を実行する。そして、各ルールによる推論結果を推論
結果重み付け回路4へ出力する。
【0041】推論結果重み付け回路4は乗算器41およ
び加算器42を備えており、推論結果重み付け回路4は
これらを使用してファジイ推論演算回路3から出力され
た各推論結果に対し数5〜数8に示すような計算を行い
、重み付けされた推論結果を出力する。
【0042】推論結果重み付け回路4から出力された、
重み付け後の推論結果は、推論結果合成・非ファジイ化
回路5に入力され、ここで従来と同様にして合成・非フ
ァジイ化が行われ、最終的なファジイ推論の結果が出力
される。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ファジイ推論のルール間に存在する優先度という概念を
、ファジイ推論の合成・非ファジイ化の段階で、推論結
果に取り入れることができるので、より人間の経験に照
らし合わせた推論結果を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のファジイ推論方法の一実施例の手順を
示す流れ図である。
【図2】本発明のファジイ推論装置の一実施例のブロッ
ク図である。
【図3】従来のファジイ推論方法の手順を示す流れ図で
ある。
【図4】従来のファジイ推論装置のブロック図である。
【符号の説明】
1…重み付け関数格納メモリ 2…メンバシップ関数格納メモリ 3…ファジイ推論演算回路 4…推論結果重み付け回路 41…乗算器 42…加算器 5…推論結果合成・非ファジイ化回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  複数のルールによるファジイ推論結果
    を合成し非ファジイ化するファジイ推論方法において、
    各ルール間の優先度を重み付け関数行列として定義して
    おき、ファジイ推論の結果の合成・非ファジイ化の前段
    階で、前記重み付け関数行列をそれぞれのファジイ推論
    結果に乗じることによって各推論結果に重み付けを行い
    、この重み付け後のファジイ推論結果に対し合成・非フ
    ァジイ化を行ってファジイ推論結果出力を得ることを特
    徴とするファジイ推論方法。
  2. 【請求項2】  複数のルールによるファジイ推論結果
    を合成し非ファジイ化するファジイ推論装置において、
    各ルール間の優先度に基づき定義された重み付け関数行
    列を記憶する重み付け関数格納メモリと、各ルールによ
    るファジイ推論結果に対し前記重み付け関数格納メモリ
    に格納された重み付け関数を使用して重み付けを行う推
    論結果重み付け回路とを含むことを特徴とするファジイ
    推論装置。
  3. 【請求項3】  複数のルールによるファジイ推論結果
    を合成し非ファジイ化するファジイ推論装置において、
    各ルール間の優先度に基づき定義された重み付け関数行
    列を記憶する重み付け関数格納メモリと、メンバシップ
    関数を記憶するメンバシップ関数格納メモリと、該メン
    バシップ関数格納メモリに格納されたメンバシップ関数
    と状態量とを入力し各ルールによるファジイ推論を実行
    するファジイ推論演算回路と、該ファジイ推論演算回路
    で得られた各ルールによるファジイ推論結果に対し前記
    重み付け関数格納メモリに格納された重み付け関数を使
    用して重み付けを行う推論結果重み付け回路と、該推論
    結果重み付け回路で重み付けされた推論結果に対し合成
    ・非ファジイ化を行ってファジイ推論結果を出力する推
    論結果合成・非ファジイ化回路とを含むことを特徴とす
    るファジイ推論装置。
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