JPH047744A

JPH047744A - ファジィ推論装置

Info

Publication number: JPH047744A
Application number: JP11149090A
Authority: JP
Inventors: Hideji Ejima; 江島　秀二; Ikuo Kinoshita; 郁夫木下
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1992-01-13

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】（産業上の利用分野）この発明はデジタル方式でファジィ推論を実行する装置
に関し、特に前件部での演算スピードが入力値によって
変化しないよう改良の加えられたファジィ推論装置に関
する。

（従来の技術）従来、デジタル方式のファジィ推論装置では、ファジィ
推論前件部においてメンバーシップ関数の適合度を演算
する場合、第６図に示す如き処理手順によって行なって
いた。

すなわち、いま第２図に示す如きメンバーシップ関数Ｍ
Ｆが与えられ、入力値ＸがＸｌ＜ｘ＜ｘ２の範囲では傾
きａ、の直線Ｊｅ１を描き、入力値ＸがＸ３　＜Ｘ＜Ｘ
４の範囲では傾きａ２の直線β２を描くとする（したが
って、例えば入力値Ｘがｘｉの場合、適合度αはαｉと
なる）。

この場合、まず入力値ＸがＸ、以下の場合（ステップ６
００でＹＥＳ）、適合度αは０となり（ステップ６１０
）、簡単な処理で適合度αが演算される。

一方、入力値ＸがＸｌを越える場合（ステップ６００で
Ｎｏ）　、ｘがＸＩ　＜Ｘ＜Ｘ２の範囲であるか否かが
調べられ（ステップ６２０）、ステップ６２０の判断で
ＹＥＳなら、直線！１の傾きａ、に基づき、ステップ６
３０の適合度演算処理がなされる。

そして、Ｘがｘ２≦Ｘ≦Ｘ３の範囲では（ステップ６４
０でＹＥＳ）　、α＝１とされるとともに（ステップ６
５０）、ｘがｘ４以上の場合（ステップ６６０でＹＥＳ
）、α＝０とされる（ステップ６７０）。

また、ＸがＸ３　＜ｘ＜ｘ４の範囲では（ステップ６６
０でＮＯ）、直線！２の傾きａ２に基づきステップ６８
０の適合度演算処理がなされる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記の如き従来装置にあっては、入力値
Ｘの範囲を順次調べることにより適合度αの演算を行な
っているので、例えば第６図の例では、入力値ＸがＸ、
以下なら即座に適合度α＝０が出ツノされるが（ステッ
プ６１０の処理）、入力値ＸがＸ３　＜Ｘ＜Ｘ、の範囲
てはさらにステップ６２０〜６８０の処理が必要とされ
、入力値Ｘの値によって適合度αの演算時間がまちまち
になる。

このため、この種推論装置が使用されるシステムの制御
周期が決めづらく、ユーザとしては結局遅れ時間最高値
でシステムを構成せざるを得ず、装置としての使い勝手
が悪いという不具合があった。

この発明は、上記の如き従来の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、メンバーシップ関数の
入力値の値にかかわらす一定の演算スピードで適合度の
演算ができ、ユーザにとって使い勝手のよいファジィ推
論装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）この発明は、上記目的を達成するため、あらかじめ記憶
された前件部のメンバーシップ関数の入力値に基づきメ
ンバーシップ関数における適合度を演算するデジタル方
式のファジィ推論装置において、上記適合度の演算時間を上記入力値の大きさに依存しな
いよう演算時間均一化手段を設けたことを特徴とする。

（作用）この発明では、前件部の適合度演算において、演算時間
を入力値に依存しないよう演算時間均一化手段を設けた
ので、入力値の値にかかわらず演算時間が一定となる。

（実施例の説明）以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明が適用された実施例の全体構成を示すブ
ロック図で、１０はデジタル方式のファジィ推論プロセ
ッサよりなるファジィ推論装置である。

このうち、入力レジスタ１からは演算・制御部３に前件
部で演算されるメンバーシップ関数の入力値Ｘが入力さ
れる。そして、演算・制御部３では、この入力値Ｘに基
づいてメンバーシップ関数格納エリア４およびルール格
納エリア５に格納されたメンバーシップ関数およびファ
ジィルールを適用し、出力レジスタ２に推論結果を出力
している。

以上が本実施例に係るファジィ推論装置１０の全体構成
であるが、次に人力レジスタ１から演算・制御部３にメ
ンバーシップ関数の人力値Ｘが人力された場合に、演算
・制御部３で実行される適合度αの演算処理手順を第３
図〜第５図を参照しながら説明する。

なお、以下の説明においても第２図に示したメンバーシ
ップ関数ＭＦが使用されるものとし、同図に示す如く入
力値ＸがＸ≦ｘ１　　　　では　α＝０ｘｌ＜ｘ＜ｘ２　　では　α＝ａｌ　　（ｘ　　Ｘ＋）
ｘ２≦Ｘ≦Ｘ３　ては　α工１Ｘ３　＜Ｘ＜Ｘ４　ては　ａ−ａ２　　（Ｘ　　Ｘ４）
Ｘ≧Ｘ４　　　　では　α−０となるものとする。

第３図はこの発明か適用された第１の実施例の処理手順
を示すフローチャートであるが、この実施例では、まず
入力値Ｘがｘ２　＜ｘ＜ｘ３の範囲にあるか否かを判断
することにより処理を開始し、適合度αの演算時間の均
一化を図っている。

すなわち、プログラムがスタートされると、まずステッ
プ３００では人力値Ｘがｘ２以下か否かが調べられ、Ｘ
がＸ２以下ならステップ３１０に進み、さらに入力値Ｘ
がＸ、以下か否かが調べられる。

ここで、ｘ５＜ｘｌ以下なら（ステップ３１０でＹＥＳ
）、適合度α−０とされるとともに（ステップ３３０）
、ＸがＸＩ　＜ｘ＜ｘ２の範囲なら（ステップ３１０で
ＮＯ）、ステップ３２０の演算がなされることになる。

一方、ＸがＸ２以下の場合（ステップ３００でＮｏ）　
、次にＸがＸ３以下か否かが調べられ（ステップ３４０
）、ｘがＸ２≦Ｘ≦Ｘ３の場合（ステップ３４０でＹＥ
Ｓ）、適合度α＝１とされる（ステップ３５０）。

また、入力値Ｘがｘ３を越える場合（ステップ３４０で
ＮＯ）、さらにＸがＸ４以上か否かが調べられ（ステッ
プ３６０）、ｘがＸ４以下なら（ステップ３６０でＹＥ
Ｓ）、適合度α−０とされるとともに（ステップ３７０
）、ｘがＸ３　＜Ｘ＜Ｘ４の範囲なら（ステップ３６０
てＮＯ）、ステップ３８０の演算がなされることになる
。

以上説明したように、この実施例では、まず入力値Ｘが
第２図に示すメンバーシップ関数ＭＦの中央部分である
Ｘ２とＸ３の間にあるか否かを調べることにより処理を
始め、ステップ３３０．　３２０．３５０，３７０，３
８０の各適合度演算処理までに至る処理の段数、（ステ
ップの数）をほぼ等しくし、各適合度演算処理までに要
する処理時間を均一化したので、入力値Ｘの値がどのよ
うな値でもほぼ同一の演算スピードで適合度αが求めら
れることになる。

また、ルール数やルールにおける条件数だけで推論スピ
ードが決定できるので、ユーザはシステムの制御周期を
正確に決定できることになる。

また、上位のＣＰＵとの接続がなされる場合でも、本実
施例装置への入力や出力を取り出すタイミングの管理が
容易となる。

さらに、適合度算出の処理スピードを均一化することに
より、最遅延スピードを速めることができる。

次に、この発明の第２の実施例を第４図を参照しながら
説明する。

ところで、上記第１の実施例において、ステップ３３０
，３５０．３７０における適合度α＝０または１の算出
処理は、ステップ３２０．３８０の演算を実行すること
によって適合度αを求める場合に比してやや算出スピー
ドが速い。

そこで、上記第１の実施例におけるステップ３３０．３
２０，３５０，３７０，３８０の部分では適合度の演算
を行なわず、最後にまとめて演算処理を行なうことによ
り、上記第１の実施例の場合よりさらに演算スピードの
均一化を図ったのが本実施例である。

このため、本実施例では、上記第１の実施例におけるス
テップ３３０，３２０，３５０，３７０゜３８０の処理
に代えて、ステップ４３０，４２０゜４５０．４７０，
４８０の処理がなされる。

すなわち、まず入力値ＸがＸ１以下の場合（ステップ４
１０でＹＥＳ）、ステップ４３０のαＤ。

βの値を記憶する。

また、ＸがＸｌ＜Ｘ＜Ｘ２の場合（ステップ４１０でＮ
Ｏ）、ステップ４２０のα０．βの値を記憶する（ステ
ップ４２０）。

また、ＸがＸ２≦Ｘ≦Ｘ３の範囲では（ステップ４４０
でＹＥＳ）、ステップ４５０のαｏ、βの値を記憶する
（ステップ４５ｏ）。

さらに、ＸがＸ３　＜ｘ＜ｘ４の範囲では（ステップ４
６０でＮＯ）、ステップ４８０のαｏ、βの値を記憶す
る（ステップ４８０）。

また、ＸがＸ４以下の場合（ステップ４６０でＹＥＳ）
、ステップ４７０のα。、βの値を記憶する（ステップ
４７０）。

そして、上記ステップ４３０，４２０，４５０゜４８０
．４７０の処理で記憶されたα０．βの値に基づいて、 α−α０×β　　　　　　　　　　（１）の式を演算す
ることにより、ステップ４９０で適合度αの演算を行な
う。

第２の実施例では、上記の如く、適合度αが０または１
の場合と、メンバーシップ関数が！、または１２の直線
で示される場合とでは、適合度算比処理のスピードに差
異があるため、ステップ４３０，４２０，４５０，４８
０，４７０の各ブランチでは適合度αを演算せず、−旦
適合度α演算のための所定の値α０．βを記憶し、最後
に上記（１）式を演算することにより適合度αの演算処
理を行なっている。このため、上記第１の実施例の場合
に比して、さらに均一化された演算スピドで適合度αの
演算が行なわれることになる。

次に、この発明の第３の実施例を第５図を参照しながら
説明する。

ところで、すでに述べたように、上記第１の実施例にお
いて適合度αが０または１となるステップ３３０，３５
０，３７０の処理は、ステップ３２０．３８０の処理に
比して演算スピードが速い。

そこで、適合度αが０または１となる場合、その後にタ
イマの待機処理を挿入し、上記第１の実施例の場合に比
して、さらに演算スピードの均一化を図ったのがこの実
施例である。

このため、第５図において、ステップ５３０゜５５０．
５．７０の後にステップ５８２，５８４゜５８６のタイ
マ待機処理が挿入されている。

なお、同図においてステップ５００〜５８０までの処理
は、第３図におけるステップ３００〜３８０までの処理
と同一なので説明は省略する。

第３の実施例では、上記の如く、処理スピードが速くな
る適合度αが０または１の場合、タイマ待機処理を挿入
したので、第１の実施例の場合に比してさらに均一化さ
れた演算スピードで適合度αの演算処理がなされること
になる。

また、本実施例の場合、演算スピードが高度に均一化さ
れているので、本実施例装置の出力タイミングをラフな
タイマとしても利用できるという効果を有する。

（発明の効果）本発明に係るファジィ推論装置は、上記の如く、前件部
の適合度演算において、演算時間を入力値に依存しない
よう演算時間均一化手段を設けたので、人力値の値にか
かわらず演算時間が一定となり、ユーザにとって使い勝
手のよいファジィ推論装置を得ることかできることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された実施例装置の全体構成を示
すブロック図、第２図はこの発明に適用されるメンバー
シップ関数の一例を示す説明図、第３図は本発明が適用
された第１の実施例の処理手順を示すフローチャート、
第４図は第２の実施例の処理手順を示すフローチャート
、第５図は第３の実施例の処理手順を示すフローチャー
ト、第６図は従来例におけるファジィ推論装置において
メンバーシップ関数の適合度が演算される場合の処理手
順を示すフローチャートである。１・・・人力レジスタ２・・・出力レジスタ３・・・演算・制御部４・・・ＭＦ格納エリア５・・・ルール格納エリア１０・・・ファジィ推論装置ＭＦ・・・メンパーンツブ関数

Claims

【特許請求の範囲】

１．あらかじめ記憶された前件部のメンバーシップ関数
の入力値に基づきメンバーシップ関数における適合度を
演算するデジタル方式のファジィ推論装置において、上記適合度の演算時間を上記入力値の大きさに依存しな
いよう演算時間均一化手段を設けたことを特徴とするフ
ァジィ推論装置。