JPH05100859A - Fuzzy inference device provided with inference control mechanism, and its leaning method - Google Patents

Fuzzy inference device provided with inference control mechanism, and its leaning method

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JPH05100859A
JPH05100859A JP3261826A JP26182691A JPH05100859A JP H05100859 A JPH05100859 A JP H05100859A JP 3261826 A JP3261826 A JP 3261826A JP 26182691 A JP26182691 A JP 26182691A JP H05100859 A JPH05100859 A JP H05100859A
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JP
Japan
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inference
rule
fuzzy
control mechanism
input
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JP3261826A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihide Ichimori
俊秀 市森
Akira Maeda
章 前田
Seiju Funabashi
誠壽 舩橋
Toshihiko Nakano
利彦 中野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To execute minute inference even if an inference object has complicated structure by providing an inference control mechanism for fuzzy inference, judging the state of the inference object and executing inference through the use of the form and the rule of an optimum membership function. CONSTITUTION:Mechanisms from input 101 to output 109 execute regular fuzzy inference. The inference control mechanism 110 controls a membership function storage device 103 and a rule weight storage device 107 by input from an antecedent part proposition fitting evaluation device 102 and a rule antecedent part fitting evaluation device 104. Namely, the inference control mechanism 110 receives an antecedent part proposition fitting and a rule antecedent part fitting as input. An inference control part calculates the form of the optimum membership function and rule weight by the fuzzy inference system and updates the form parameter of the membership function stored in the membership storage device and rule weight stored in a rule weight reference device. Thus, minute inference becomes possible even if there is only fragmentary knowledge with respect to the inference object.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はファジィ推論方法に関す
るもので、推論対象の状態を推論過程における推論装置
の内部状態から判定し、判定した状態に応じてより詳し
く定義されたメンバシップ関数、ルールを用いて精密な
推論を行うものである。したがって推論対象が複数の異
なる状態を持つ場合、また複雑な状態変化をおこす場合
に特に有効である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuzzy inference method, in which the state of an inference target is determined from the internal state of an inference device in the inference process, and membership functions and rules defined in more detail according to the determined state. Is used to make precise inferences. Therefore, it is particularly effective when the inference target has a plurality of different states or when a complicated state change occurs.

【0002】また本発明は、推論対象が複数の異なる状
態を持つ場合、また複雑な状態変化を起こす場合で、か
つそのような状態を知識の形で予め明示的に表現できな
い場合に、推論対象の状態を自動学習し、上記のファジ
ィ推論方法を可能とするファジィ推論学習装置である。
推論対象の状態が簡単に同定できない場合に有効であ
る。
The present invention also provides a reasoning target when the reasoning target has a plurality of different states, when a complicated state change occurs, and when such a state cannot be explicitly expressed in advance in the form of knowledge. Is a fuzzy inference learning device that automatically learns the state of and enables the above fuzzy inference method.
This is effective when the state of the inference target cannot be easily identified.

【0003】また本発明は自動知識獲得に関するもの
で、推論対象の状態を自動学習してファジィ推論を行う
推論装置において、学習結果の解析により新たなルール
を生成する自動知識獲得機能を有する。推論対象に対し
て断片的な知識しかない場合、不確実な知識しかないよ
うな場合に有効である。
Further, the present invention relates to automatic knowledge acquisition, and has an automatic knowledge acquisition function for generating a new rule by analyzing a learning result in an inference device which automatically learns a state of an inference target and performs fuzzy inference. This is effective when there is only partial knowledge of the inference target or when there is uncertain knowledge.

【0004】[0004]

【従来の技術】推論対象がいくつかの状態からなる場
合、従来技術では各状態毎にメンバシップ関数およびル
ールを作成する。ファジィ推論時には、推論対象の状態
を判定し、判定した状態に応じてメンバシップ関数、ル
ールを切り替える。推論対象の状態を判定してメンバシ
ップ関数、ルールを切替える機構にはプロダクションシ
ステムまたはファジィ推論システムが用いられる。この
プロダクションシステム、ファジィ推論システムにはメ
ンバシップ関数、ルールを切り替えるためのルール(メ
タルール)が記述されている。例えば特開平1-113574で
はファジィ推論システムを用いて、入力に応じてメンバ
シップ関数の形状を修正する方式が提案されている。
2. Description of the Related Art When an inference target has several states, a membership function and rule are created for each state in the prior art. At the time of fuzzy inference, the state of the inference target is determined, and the membership function and rule are switched according to the determined state. A production system or a fuzzy inference system is used as a mechanism for judging the state of the inference target and switching membership functions and rules. In this production system and fuzzy inference system, membership functions and rules (metal rules) for switching rules are described. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-113574 proposes a method of correcting the shape of the membership function according to an input using a fuzzy inference system.

【0005】学習については、入出力データを用意して
ファジィ推論パラメータを調節する方法がいくつか提案
されている。ルールの重みを自動的に調整する方法とし
ては、1990年国際合同神経回路網学会予稿集第2巻第55
頁から第58頁( ProceedingsofInternational Joint Con
ference on Fuzzy Logic & Neural Networks )がある。
また、メンバシップ関数の形状を自動的に調整する方法
については計測自動制御学会論文集第24巻第2号(1984
年)第191頁から第197頁で論じられている。ファジィ推
論の自動知識獲得方法としては、統計手法を用いる方法
として1990年度人工知能学会全国大会論文集第645頁か
ら第648頁等がある。
Regarding learning, some methods of preparing input / output data and adjusting fuzzy inference parameters have been proposed. A method for automatically adjusting the rule weights is as follows: 1990 International Joint Neural Network Society Proceedings Vol. 2 55
Pages 58 to 58 (Proceedings of International Joint Con
ference on Fuzzy Logic & Neural Networks).
Also, regarding the method of automatically adjusting the shape of the membership function, the Society of Instrument and Control Engineers, Vol. 24, No. 2 (1984
Year) Discussed on pages 191 to 197. As an automatic knowledge acquisition method of fuzzy reasoning, there is a method of using a statistical method such as pp. 645 to 648, etc.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来技術によるメンバ
シップ関数、ルールの切替え方法では、推論入力より直
接に推論状態を判定していた。推論対象の状態の判定は
推論システムに入力があった段階で行われるだけで、推
論過程で得られる命題の適合度、ルールの適合度、推論
出力は反映されていない。その結果、判定された状態の
下で推論を進めたら、ルールに矛盾が生じたような場合
でも、その矛盾を残したまま推論を続行せざるを得な
い。本発明は、推論の入力だけでなく、推論の過程で得
られる適合度、推論出力等も含めて推論対象の状態を判
定し、その状態に応じてメンバシップ関数、ルールを切
り替え、矛盾ない推論を行なうファジィ推論装置を提供
することを目的とする。
In the conventional membership function and rule switching methods, the inference state is determined directly from the inference input. The state of the inference target is determined only when the inference system receives an input, and the fitness of the proposition, the fitness of the rule, and the inference output obtained in the inference process are not reflected. As a result, if the inference proceeds under the determined state, even if there is a contradiction in the rules, the inference must be continued with the contradiction left. The present invention determines the state of the inference target including not only the input of the inference but also the goodness of fit obtained in the process of inference, the inference output, etc., and switches the membership function and the rule in accordance with the state to make a consistent inference. It is an object of the present invention to provide a fuzzy reasoning device for performing.

【0007】従来技術による学習はいずれもルールの重
みとメンバシップ関数の形状の調整にとどまるもので、
推論対象の状態分けそのものは学習していない。従来技
術では推論対象の状態分けは人間が経験的に決定し、次
いでメンバシップ関数、ルールの切り替えを行うための
メタルールを作成していた。したがって推論対象が多く
の状態を持つ場合は各状態の決定が困難となり、そのた
めにメタルールの決定はさらに困難になる。特に推論対
象に対して断片的な知識しか得られない場合は深刻な問
題となる。学習により推論対象の各状態を自動的に認識
可能とし、メタルールを自動作成する学習方法を提供す
ることを本発明の他の目的とする。
The learning by the prior art is limited to the adjustment of the rule weight and the shape of the membership function.
The state classification itself of the inference target is not learned. In the prior art, the state classification of the inference target was empirically determined by a human, and then a membership function and a meta-rule for switching the rules were created. Therefore, when the inference target has many states, it is difficult to determine each state, which makes it more difficult to determine the metarule. This is a serious problem especially when only fragmentary knowledge can be obtained for the inference target. Another object of the present invention is to provide a learning method in which each state of an inference target can be automatically recognized by learning and a metarule is automatically created.

【0008】さらに従来技術では、推論対象がさまざま
な状態からなる場合、精密な推論を行うためには、状態
の分割の数を増やして、推論規則を精密にする必要があ
る。しかしながら、この場合、新たな知識の獲得による
ルールの拡張および各ルールの整合性の管理などが煩雑
になる問題が起こる。学習によりメンバシップ関数の形
状およびルールを推論対象の各状態との組にすることで
ルールの拡張、管理を容易にし、さらに学習と組み合わ
せて隠れていた知識を獲得する学習方法を提供すること
を本発明のさらに他の目的とする。
Further, in the prior art, when the inference target is composed of various states, it is necessary to increase the number of divisions of the states to make the inference rules precise in order to perform accurate inference. However, in this case, there is a problem that expansion of rules by acquisition of new knowledge and management of consistency of each rule become complicated. By learning, the shape of the membership function and the rules are paired with each state of the inference target to facilitate the expansion and management of the rules, and to provide a learning method that combines hidden learning with learning. It is still another object of the present invention.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明ではファジィ推論装置に設けた推論制御機構の
入力に、ファジィ推論の入力およびファジィ推論の過程
で得られる適合度、推論出力等を用いる。推論制御対象
は推論対象の状態を判定し、その状態に対して最適なメ
ンバシップ関数の形状、ルールの重み等を設定する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the input of a reasoning control mechanism provided in a fuzzy reasoning apparatus, the input of fuzzy reasoning, the degree of conformity obtained in the process of fuzzy reasoning, the reasoning output, etc. To use. The inference control target determines the state of the inference target, and sets the shape of the membership function, the weight of the rule, etc. that are optimal for that state.

【0010】上記他の目的を達成するために本発明では
推論出力の誤差より推論過程の各適合度の誤差を算定
し、これを教師信号として推論制御機構の学習を行う。
In order to achieve the above-mentioned other object, in the present invention, the error of each fitness in the inference process is calculated from the error of the inference output, and the inference control mechanism is learned by using this as a teacher signal.

【0011】上記さらに他の目的を達成するために本発
明では推論制御機構の内部状態を推論対象の各状態に対
応させて、各状態とメンバシップ関数およびルールで組
を作り、これを推論規則とする。推論規則は必要に応じ
て、メンバシップ関数とルールの表現に変換可能であ
る。
In order to achieve the above-mentioned other object, in the present invention, the internal state of the inference control mechanism is made to correspond to each state of the inference target, a set is made up of each state, the membership function and the rule, and this is used as the inference rule. And Inference rules can be transformed into membership functions and rule expressions as needed.

【0012】[0012]

【作用】上記の目的に関しては、ファジィ推論制御機構
を設けて推論対象の状態を判定し判定した推論対象の状
態に応じてファジィ推論を制御する。
With respect to the above object, the fuzzy inference control mechanism is provided to determine the state of the inference target and control the fuzzy inference according to the determined state of the inference target.

【0013】ファジィ推論装置に入力があるとまず通常
のファジィ推論を行う。次に推論制御機構はファジィ推
論の入力、ファジィ推論過程の適合度、推論出力等を入
力として受け取る。推対象の状態は、入力のパターン、
前件部命題適合度、ルール適合度のパターン等に特徴的
に現れるため、これらより推論対象の状態が判定でき
る。推論制御機構は、パターンを認識し推論対象の状態
を判定するためのプロダクションシステム、ニューラル
ネット、ファジィ推論システム等であり、推論対象の状
態(認識したパターン)に応じて最適なメンバシップ関
数の形状、ルールの重み等のファジィ推論パラメータを
ファジィ推論装置に再設定する。この推論パラメータが
再設定されたファジィ推論装置で再び推論を行って推論
出力を求める。これにより推論対象の状態に応じた精密
な推論が可能となる。
When there is an input to the fuzzy inference apparatus, first, normal fuzzy inference is performed. Next, the inference control mechanism receives as inputs the fuzzy inference input, the goodness of fit of the fuzzy inference process, and the inference output. The target state is the input pattern,
Since it appears characteristically in the antecedent part proposition conformity, the pattern of rule conformity, etc., the state of the inference target can be judged from these. The inference control mechanism is a production system, neural network, fuzzy inference system, etc. for recognizing patterns and determining the state of the inference target, and the shape of the membership function that is optimal according to the state of the inference target (recognized pattern). , Fuzzy reasoning parameters such as rule weights are reset in the fuzzy reasoning device. The fuzzy inference apparatus in which the inference parameters have been reset performs inference again to obtain an inference output. This enables precise inference according to the state of the inference target.

【0014】上記他の目的に関しては、学習により自動
的に推論制御機構の内部構造を決定し、推論対象の状態
を判定しその状態に最適なメンバシップ関数の形状、ル
ール等を出力可能とする。ファジィ推論を行うと、入力
より前件部命題適合度、ルール前件部適合度、ルール適
合度等が計算され、最終的に推論出力が求められる。学
習時には、推論出力と望ましい出力の誤差を求め、この
誤差を推論時とは逆方向に演算を行い、各ルール適合度
の誤差、ルール前件部適合度の誤差、命題の誤差等を求
める。これにより推論制御機構の出力の誤差が定まるか
ら、この誤差を教師信号として推論制御機構の学習を行
う。推論制御機構は、学習により、ある特徴を持った入
力に対して推論出力の誤差がもっとも小さくなるメンバ
シップ関数の形状、ルール重み等を出力するようにな
る。
For other purposes, the internal structure of the inference control mechanism is automatically determined by learning, the state of the inference target is determined, and the shape, rule, etc. of the membership function optimal for that state can be output. .. When fuzzy inference is performed, the antecedent part proposition conformity, the rule antecedent part conformity, and the rule conformance are calculated from the input, and the inference output is finally obtained. At the time of learning, the error between the inference output and the desired output is obtained, and this error is calculated in the opposite direction to that at the time of inference to obtain the error of each rule conformity, the error of the rule antecedent part conformity, the error of the proposition, and the like. Since the error of the output of the inference control mechanism is determined by this, the inference control mechanism is learned by using this error as a teacher signal. By learning, the inference control mechanism outputs the shape of the membership function, the rule weight, etc. for which the error in the inference output is the smallest for the input having a certain characteristic.

【0015】上記さらに他の目的に関しては、学習後の
推論制御機構がどうのような入力に対してどのような出
力を出すか調べて、推論対象のどのような状態にどのよ
うなメンバシップ関数の形状、ルール等が対応している
か明らかにする。学習後の推論制御機構は、ある特徴を
持った入力パターンに対して、最適な出力を出す。この
入力パターンが推論対象の状態に当たり、出力がその状
態に対する最適なメンバシップ関数の形状、ルールの重
み等である。この対応関係が新たなルールである。
With respect to the above still other object, it is investigated what kind of input the output of the learned inference control mechanism outputs, and what kind of membership function is applied to what state of the inference target. Make sure that the shapes and rules of are compatible. After learning, the inference control mechanism outputs an optimum output for an input pattern having a certain characteristic. This input pattern corresponds to the state to be inferred, and the output is the shape of the optimum membership function for that state, the weight of the rule, etc. This correspondence is a new rule.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0017】本発明の第1の実施例を図面を用いて説明
する。図1は本発明の対象であるファジィ推論システム
のブロック図である。点線内は通常のファジィ推論の手
順を示している。ファジィ推論方法にはいくつかの異な
る定義があるが、ここではもっとも一般的な方法とし
て、例えば情報処理第30巻8号第942頁から第947頁(198
9年)に記載の方法を例にとって説明する。もちろんこれ
により本発明の適用範囲が限定されることはない。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a fuzzy inference system which is the object of the present invention. The dotted line shows the normal fuzzy reasoning procedure. Although there are several different definitions of the fuzzy inference method, the most general method here is, for example, Information Processing Vol. 30, No. 8, pages 942 to 947 (198).
The method described in (9 years) will be used as an example. Of course, this does not limit the scope of the present invention.

【0018】103はメンバシップ関数記憶装置でメンバ
シップ関数の形状を特定している形状パラメータを記憶
している。102は前件部命題適合度算定装置であり、ル
ールを参照して、103のメンバシップ関数記憶装置に記
憶されている形状パラメータよりメンバシップ関数を定
め、101の推論入力と併せて各命題の適合度を算定す
る。104はルール前件部適合度算定装置で、前件部命題
適合度のmin演算により各ルール前件部適合度を算定す
る。105は後件部命題適合度算定装置で、前記メンバシ
ップ関数記憶装置よりメンバシップ関数の形状パラメー
タを読みだし、メンバシップ関数の形状を定める。106
はルール適合度演算装置で、前記ルール前件部適合度に
後件部命題適合度、および107のルール重み記憶装置に
記憶されているルール重みを乗じて各ルールの適合度を
算定する。108は出力演算装置で、各ルール適合度をmax
合成し、合成後のメンバシップ関数の重心をとり109の
出力を決定する。
A membership function storage device 103 stores shape parameters specifying the shape of the membership function. 102 is an antecedent part proposition conformity calculation device, which determines a membership function from the shape parameters stored in the membership function storage device 103 by referring to the rules, and together with the inference input 101, Calculate the goodness of fit. Reference numeral 104 is a rule antecedent part conformance calculating device, which calculates each rule antecedent part conformance by min operation of the antecedent part proposition conformance. A consequent part proposition conformity calculation device 105 reads the shape parameter of the membership function from the membership function storage device and determines the shape of the membership function. 106
Is a rule conformance calculation device, which calculates the conformance of each rule by multiplying the antecedent conformity of the rule by the consequent proposition conformity and the rule weight stored in the rule weight storage device 107. Reference numeral 108 is an output arithmetic unit, and the degree of conformance to each rule is max
The output of 109 is determined by taking the center of gravity of the combined membership function.

【0019】110は推論制御機構で前件部命題適合度お
よびルール前件部適合度を入力として受け取る。推論制
御部ではファジィ推論システムにより最適なメンバシッ
プ関数の形状、ルール重みを算定し、メンバシップ記憶
装置に記憶されているメンバシップ関数の形状パラメー
タとルール重み記憶装置に記憶されているルール重みを
変更する。
An inference control mechanism 110 receives the antecedent part proposition conformity and the rule antecedent part conformance as inputs. The inference control unit calculates the optimum shape and rule weight of the membership function by the fuzzy inference system, and calculates the shape parameter of the membership function stored in the membership storage device and the rule weight stored in the rule weight storage device. change.

【0020】推論制御機構を含むシステムでのファジィ
推論を図2に示す。まず入力より各前件部命題適合度を
算定する。次に推論制御機構において、ファジィ推論シ
ステムにより、各前件部命題適合度の値から最適なメン
バシップ関数の形状を求め、メンバシップ関数記憶装置
に記憶されているメンバシップ関数の形状パラメータを
変更する。形状変更後のメンバシップ関数を用いて前件
部命題適合度を再計算し、これを用いてルール前件部適
合度を算定する。再び推論制御機構において、ルール前
件部適合度よりルール重みを算定し、このルール重みと
ルール前件部適合度とメンバシップ関数形状変更後の後
件部命題よりルール適合度を求める。最後にmax合成、
重心計算を行い最終的な出力を求める。
Fuzzy reasoning in a system including a reasoning control mechanism is shown in FIG. First, the proposition conformity of each antecedent part is calculated from the input. Next, in the inference control mechanism, the fuzzy inference system is used to obtain the optimum shape of the membership function from the values of the antecedent part proposition fitness, and the shape parameters of the membership function stored in the membership function storage device are changed. To do. The membership function after the shape change is used to recalculate the antecedent part proposition conformity, and this is used to calculate the rule antecedent part conformance. Again, in the inference control mechanism, the rule weight is calculated from the rule antecedence conformance, and the rule conformance is obtained from the rule weight, the rule antecedence conformance, and the consequent proposition after the membership function shape change. Finally max composition,
The center of gravity is calculated and the final output is obtained.

【0021】自動車トンネルの大気汚染予測システムを
具体例として第1の発明について説明を行う。自動車ト
ンネルの大気汚染予測システムは、一方通行の自動車ト
ンネルにおいて、現在のトンネル内の状態変数の値を入
力として、5分後の大気汚染度を予測して出力するもの
である。実際の入力は、現在トンネル内を走行している
車の台数、走行速度、走行速度の変化、トンネル入口で
の自然風の速度などであり、出力は5分後の煤煙透過率
(大気の光学的な透過率)である。トンネル内の大気の
汚染は自動車の排気ガスに起因するもので、自動車の台
数が増加すれば汚染度は増加する。また自動車の速度が
上昇すれば、走行する自動車の風圧による換気効果(ピ
ストン効果)で汚染度は減少する。これらの現象を基に
作成されたファジィルールの一部を図3に示す。またこ
れ以降この大気汚染予測システムのファジィルールを基
本ルールとよぶ。
The first invention will be described by taking the air pollution prediction system for an automobile tunnel as a specific example. The air pollution prediction system for an automobile tunnel is a system for predicting and outputting the air pollution degree after 5 minutes by inputting the value of the current state variable in the tunnel in a one-way automobile tunnel. The actual input is the number of cars currently running in the tunnel, the running speed, the change in running speed, the speed of the natural wind at the tunnel entrance, etc., and the output is the soot transmission rate (optical of the atmosphere after 5 minutes). Transmittance). The air pollution in the tunnel is caused by the exhaust gas of automobiles, and the pollution degree increases as the number of automobiles increases. Further, as the speed of the automobile increases, the degree of pollution decreases due to the ventilation effect (piston effect) due to the wind pressure of the traveling automobile. FIG. 3 shows a part of the fuzzy rule created based on these phenomena. Moreover, the fuzzy rule of this air pollution prediction system is called a basic rule after this.

【0022】次に推論制御機構であるが、推論制御機構
にはファジィ推論システムを用いる。推論制御機構は入
力が前件部命題の適合度とルール前件部適合度、出力が
各メンバシップ関数の形状パラメータ変更量およびルー
ル重みである。推論制御機構におけるメンバシップ関数
を変更するファジィルールは、入力に応じて変化するメ
ンバシップ関数の形状、すなわちトンネル内の状態に応
じて変化する制御則を補正する効果がある。例えば、自
然風が自動車の進行方向の逆方向に吹く場合は、同方向
に吹く場合に比べて、自動車の風圧による換気効果が低
下することが分かっている。これは、図3におけるルー
ルに現れる前件部命題である「車速が速い」、「車速が
遅い」がそれぞれ図4に示すように変化することを意味
する。
Next, regarding the inference control mechanism, a fuzzy inference system is used for the inference control mechanism. The input of the inference control mechanism is the goodness of fit of the antecedent part proposition and the suitability of the rule antecedent part, and the output is the shape parameter change amount and rule weight of each membership function. The fuzzy rule that changes the membership function in the inference control mechanism has the effect of correcting the shape of the membership function that changes according to the input, that is, the control law that changes according to the state in the tunnel. For example, it has been known that when the natural wind blows in the direction opposite to the traveling direction of the automobile, the ventilation effect due to the wind pressure of the automobile decreases as compared with the case where the natural wind blows in the same direction. This means that the antecedent part propositions appearing in the rule in FIG. 3, “the vehicle speed is fast” and “the vehicle speed is slow”, change as shown in FIG. 4, respectively.

【0023】また推論制御機構におけるルール重みを変
更するルールは、推論過程におけるルール間の矛盾を抑
制し、また推論の精度を向上させる効果を持つ。例えば
ある入力に対してルール10とルール11は同時に成立する
可能性がある。これはルール10とルール11がそれぞれ前
件部に2つの命題を持つためであるが、この2つのルー
ルの後件部は互いに矛盾している。そこで2つのルール
が同時に成立するのを防ぐために推論制御機構に、「if
ルール8が成立 then ルール10の重みが減少 and
ルール11の重みが増加」、 「if ルール8が不成立
thenルール10の重みが増加 and ルール11の重みが減
少」等のファジィルールを用意する。このルールを用意
することで、矛盾なく推論を行うことができる。推論制
御機構のファジィルールの例を図5に示す。
Further, the rule for changing the rule weight in the inference control mechanism has the effect of suppressing the contradiction between rules in the inference process and improving the accuracy of inference. For example, for a certain input, rule 10 and rule 11 may be established at the same time. This is because rule 10 and rule 11 each have two propositions in the antecedent part, but the consequent parts of these two rules are inconsistent with each other. Therefore, in order to prevent the two rules from being established at the same time, the inference control mechanism uses the "if
Rule 8 is established then Rule 10 is reduced in weight and
The weight of rule 11 increases ”,“ if rule 8 fails
Then, prepare fuzzy rules such as "weight of rule 10 increases and weight of rule 11 decreases". By preparing this rule, inference can be performed without contradiction. An example of the fuzzy rule of the inference control mechanism is shown in FIG.

【0024】いま自動車の台数が74台で、速度が92km/
s、また自然風の風速が-5m/s等であったとする。この時
ルール9の前件部命題「自然風の風向が逆である」の適
合度は図6に示すように0.7になる。これにより推論制
御機構のルール「if 自然風の風向が逆向き then車速
のメンバシップ関数が右にシフトする。」が適合度0.7
で成立する。これによりルール2の前件部命題の「車速
が速い」のメンバシップ関数が図7のように補正され、
再計算の結果ルール2の適合度は1.0から0.7に変化す
る。さらに推論制御機構においてルール前件部適合度よ
りルール重みが算定されるが、ルール重みは上記の例の
ように、煤煙透過率が減少する方向に変更される。これ
らの作用の結果、推論出力は図8に示すように補正され
る。
There are 74 cars now and the speed is 92km /
s, and the wind speed of natural wind is -5 m / s. At this time, the suitability of the antecedent part proposition "The wind direction of the natural wind is opposite" of Rule 9 becomes 0.7 as shown in FIG. As a result, the rule of the inference control mechanism "if the natural wind direction is reversed and then the vehicle speed membership function shifts to the right."
Is satisfied with. As a result, the membership function of "the vehicle speed is fast" in the antecedent of the rule 2 is corrected as shown in FIG.
As a result of the recalculation, the goodness of fit of rule 2 changes from 1.0 to 0.7. Further, in the inference control mechanism, the rule weight is calculated from the rule antecedent conformity, but the rule weight is changed in the direction in which the soot transmittance decreases as in the above example. As a result of these actions, the inference output is corrected as shown in FIG.

【0025】上記実施例では、推論制御機構の入力が前
件部命題適合度、ルール前件部適合度、出力がメンバシ
ップ関数のパラメータ変更量とルール重みであったが、
これ以外に推論制御機構の入力としては、システムへの
入力、ルール適合度、出力などが可能である。また推論
制御機構の出力としては、命題のスケーリングのパラメ
ータ、命題の重みなどがある。当然、これらの内の複数
を組み合わせることも可能である。
In the above embodiment, the input of the inference control mechanism is the antecedent part proposition conformity, the rule antecedent part conformity, and the output is the parameter change amount of the membership function and the rule weight.
In addition to this, inputs to the inference control mechanism can be inputs to the system, rule conformance, outputs, and the like. Further, the output of the inference control mechanism includes a scaling parameter of the proposition, a weight of the proposition, and the like. Of course, it is also possible to combine a plurality of these.

【0026】以上の第1の実施例では、推論制御機構に
ファジィ推論を用いたが、ファジィ推論のかわりにニュ
ーラルネット、プロダクションシステムを用いることも
当然可能である。
In the first embodiment described above, fuzzy inference is used as the inference control mechanism, but it is of course possible to use a neural network or a production system instead of fuzzy inference.

【0027】第2の発明について説明する。図9の点線
内は第1の実施例と同様の推論制御機構を有するファジ
ィ推論装置のブロック図である。推論制御機構にはニュ
ーラルネットの一つである単純パーセプトロン(以下、
単にパーセプトロンと呼ぶ)を用いる。図10に示すよう
に、パーセプトロンは入力1001が重み付リンク1003を介
して出力ニューロン1002に結合する構造を持つ。出力ニ
ューロンは図11に示すような入出力特性であり、入力の
加重和に応じて0〜1までの値を出力する。パーセプト
ロンは、教師有り学習により入力信号を2つのクラスタ
に分類するパターン識別能力を持つが、その能力の詳
細、学習方法などについては例えば麻生英樹著、「ニュ
ーラルネットワークと情報処理」等に記載されている。
The second invention will be described. The dotted line in FIG. 9 is a block diagram of a fuzzy inference apparatus having an inference control mechanism similar to that of the first embodiment. The inference control mechanism is a simple perceptron (hereinafter,
Simply called a perceptron). As shown in FIG. 10, the perceptron has a structure in which an input 1001 is coupled to an output neuron 1002 via a weighted link 1003. The output neuron has an input / output characteristic as shown in FIG. 11, and outputs a value of 0 to 1 according to the weighted sum of inputs. The perceptron has a pattern discrimination ability to classify an input signal into two clusters by supervised learning. Details of the ability and a learning method are described in, for example, Hideki Aso, "Neural Network and Information Processing". There is.

【0028】推論制御機構ではパーセプトロンのパター
ン識別能力を利用して、前件部命題適合度のパターンか
ら、現在の入力状態に対して、各ルールが有効であるか
無効であるかを判定し、ルールの重み付けを行う。推論
制御機構は、図12に示すように入力の数が前件部命題の
個数、出力が1個のパーセプトロンをルールの個数だけ
並べた形となる。各パーセプトロンの入力は前件部命題
の適合度であり、出力は前件部命題適合度のパターンか
ら得られた各ルールの適合度となる。
The inference control mechanism uses the pattern discrimination ability of the perceptron to judge whether each rule is valid or invalid for the current input state from the pattern of the antecedent part proposition fitness. Weight rules. As shown in FIG. 12, the inference control mechanism has a form in which the number of inputs is the number of antecedent propositions and the number of perceptrons having one output is the same as the number of rules. The input of each perceptron is the fitness of the antecedent proposition, and the output is the fitness of each rule obtained from the pattern of the antecedent proposition fitness.

【0029】推論制御機構であるパーセプトロンの学習
は、ファジィ推論システムにおける拡張バックプロパゲ
ーション法とパーセプトロンの相関学習法を組み合わせ
て行う。拡張バックプロパゲーション法は、ファジィ推
論において推論出力の誤差から各ルール適合度の誤差、
各命題適合度の誤差と推論時とは逆順に誤差を計算し、
最終的に命題適合度の誤差からメンバシップ関数の形状
を変更する方法である。拡張バックプロパゲーション法
の詳細は情報処理学会マイクロコンピュータとワークス
テーション研究会予稿集(91-MIC-66-5)に記載されてい
る。この拡張バックプロパゲーション法を用いれば、推
論出力の誤差から各ルール適合度の誤差を算定できる。
この各ルール適合度の誤差を教師信号としてパーセプト
ロンの相関学習を行う。相関学習は、各リンクの重み
を、リンクの入力と教師信号の積に比例して変更する。
図12において1202の命題iからの入力と1204のルールjの
重みを出力するニューロンをつなぐリンク1203の重みの
変更量Δwijは次式になる。
Learning of the perceptron, which is an inference control mechanism, is performed by combining the extended backpropagation method in the fuzzy inference system and the correlation learning method of the perceptron. In the extended backpropagation method, in the fuzzy reasoning, the error of each inference output from the error of the inference output
The error of each proposition goodness of fit and the error are calculated in the reverse order of the reasoning
Finally, it is a method of changing the shape of the membership function from the error of the propositional fitness. Details of the extended backpropagation method are described in IPSJ Microcomputer and Workstation Workshop Proceedings (91-MIC-66-5). If this extended backpropagation method is used, the error of each rule conformance can be calculated from the error of the inference output.
Correlation learning of the perceptron is performed using the error of each rule conformity as a teacher signal. In correlation learning, the weight of each link is changed in proportion to the product of the input of the link and the teacher signal.
In FIG. 12, the change amount Δwij of the weight of the link 1203 that connects the input from the proposition i of 1202 and the neuron that outputs the weight of the rule j of 1204 is as follows.

【0030】[0030]

【数1】 Δwij = η・Oi・e ただし、Oiは命題iの出力、eはルールjの前件部適合度
の誤差、ηは学習係数である。これにより、k+1回目の
学習後のリンクの重みwijは次式になる。
[Mathematical formula-see original document] Δwij = η · Oi · e where Oi is the output of proposition i, e is the error of the antecedent fitness of rule j, and η is a learning coefficient. As a result, the link weight wij after the (k + 1) th learning is given by the following equation.

【0031】[0031]

【数2】 wij(k+1) = wij(k) + Δwij(k) パーセプトロンの学習は、入出力の組を適当な数用意し
て行う。1回の学習では、各リンクの重みを微小量ずつ
変化させ、例えばパーセプトロンの出力と教師信号の誤
差が収束すると学習を打ち切るようにして行う。
## EQU00002 ## wij (k + 1) = wij (k) +. DELTA.wij (k) Perceptron learning is performed by preparing an appropriate number of input / output groups. In the one-time learning, the weight of each link is changed by a small amount, and the learning is stopped when the error between the output of the perceptron and the teacher signal converges.

【0032】システム全体の学習方法を図13に示す。学
習はまず通常のファジィ推論または第1の実施例等のフ
ァジィ推論を行い推論出力を得る。次に拡張バックプロ
パゲーション法により、ルール重み906における誤差を
算定する。この誤差を教師信号として推論制御機構910
の学習を行う。推論制御機構910においては、数1、数
2式にしたがって、パーセプトロンのリンクの重みを変
更する。前回の学習時の推論出力の誤差を記憶してお
き、誤差の変化が十分に小さくなったら、学習が収束し
たとみなして打ち切る。
A learning method for the entire system is shown in FIG. In learning, first, a normal fuzzy inference or a fuzzy inference according to the first embodiment or the like is performed to obtain an inference output. Next, the error in the rule weight 906 is calculated by the extended backpropagation method. The inference control mechanism 910 uses this error as a teacher signal.
Learn. In the inference control mechanism 910, the link weight of the perceptron is changed according to the equations (1) and (2). The error of the inference output at the time of the previous learning is stored, and when the change in the error becomes sufficiently small, it is considered that the learning has converged and the processing is terminated.

【0033】上記第1の発明の実施例と同じルールにつ
いて、学習を行った結果を図14、図15に示す。図14は学
習による推論出力の誤差の変化、図15は学習前と学習後
の推論出力を示したものである。図14より、学習で推論
出力の誤差が減少することが、また図15より、学習で正
確な推論が可能となっていることがわかる。また推論過
程における、ルール前件部適合度、パーセプトロン出
力、実効的なルール前件部適合度の一例を図16に示す。
図16よりパーセプトロンが、前件部命題の適合度のパタ
ーンに応じてルールを切り替える動作を行っていること
がわかる。
14 and 15 show the results of learning performed on the same rule as that of the first embodiment of the present invention. FIG. 14 shows the change in the inference output error due to learning, and FIG. 15 shows the inference output before and after learning. It can be seen from FIG. 14 that learning can reduce the error in the inference output, and from FIG. 15 that accurate inference can be achieved by learning. Fig. 16 shows an example of the rule antecedent conformance, the perceptron output, and the effective rule antecedent conformance in the inference process.
It can be seen from Fig. 16 that the perceptron switches the rules according to the pattern of the goodness of fit of the antecedent part proposition.

【0034】上記実施例では、推論制御機構部のニュー
ラルネットとして単純パーセプトロンを用いたが、これ
以外にも多層パーセプトロン、ボルツマンマシン、ホッ
プフィールド型モデル等のニューラルネットを用いるこ
とが可能であり、学習方式にも上記相関学習以外に直交
学習、LVQ、バックプロパゲーション、競合学習等の学
習方式を用いることが可能である。
In the above embodiment, the simple perceptron is used as the neural network of the inference control mechanism unit. However, a neural network such as a multi-layer perceptron, Boltzmann machine, Hopfield type model, etc. can be used as well. In addition to the above correlation learning, it is possible to use a learning method such as orthogonal learning, LVQ, back propagation, competitive learning, or the like.

【0035】また上記実施例では、ニューラルネットの
入力は前件部命題適合度で出力はルール重み、教師信号
は前件部適合度誤差であったが、これ以外に入力とし
て、推論入力、前件部適合度、ルール適合度、推論出力
等、また出力としてシステム入力値のスケール値、メン
バシップ関数の形状等のうちの1つまたは複数、そして
教師信号として推論出力誤差、命題適合度誤差、推論シ
ステム入力値に換算した誤差等の1つまたは複数を用い
ることが可能である。
Further, in the above embodiment, the input of the neural network is the antecedent part proposition conformity, the output is the rule weight, and the teacher signal is the antecedent part conformance error. Condition part suitability, rule suitability, inference output, etc., one or more of a system input value scale value, membership function shape, etc. as output, and inference output error, proposition suitability error as a teacher signal, It is possible to use one or more of the error converted into the inference system input value.

【0036】さらに、上記実施例では推論制御機構にニ
ューラルネットを用いたが、推論制御機構にファジィ推
論システム、プロダクションシステム等を用いること、
そして学習に先の拡張バックプロパゲーション等の学習
法を用いることも可能である。
Further, although the neural network is used as the inference control mechanism in the above embodiment, a fuzzy inference system, a production system or the like is used as the inference control mechanism.
It is also possible to use the learning method such as the extended backpropagation described above for learning.

【0037】第3の発明は、第2の発明において、推論
制御機構にニューラルネットを用いた場合、学習後の各
リンクの重みを解析することにより新たなルールを生成
するものである。一例として第2の発明の説明と同じ構
造のファジィ推論装置を用いて、第3の発明について説
明する。すなわち推論制御機構には単純パーセプトロン
を用いて、推論制御機構の入力に前件部命題適合度、推
論制御機構の出力は各ルールの重みとする。学習は前記
拡張バックプロパゲーション法によりルール重みの正解
値に対する誤差を求め、これを教師信号としてパーセプ
トロンの相関学習を行う。
A third aspect of the present invention is to generate a new rule by analyzing the weight of each link after learning when a neural net is used as the inference control mechanism in the second aspect of the invention. As an example, the third invention will be described using a fuzzy reasoning apparatus having the same structure as the description of the second invention. That is, a simple perceptron is used as the inference control mechanism, the antecedent part proposition fitness is used as the input of the inference control mechanism, and the output of the inference control mechanism is the weight of each rule. In learning, the error with respect to the correct answer value of the rule weight is obtained by the extended backpropagation method, and perceptron correlation learning is performed using this as a teacher signal.

【0038】上記の条件で学習を行う場合、上記数1、
数2より各リンクの重みについて例えば次のことが明ら
かである。
If learning is performed under the above conditions,
From Equation 2, the following is clear about the weight of each link.

【0039】1 前件部命題iからルールjに接続してい
るリンクwijの重みが正で大きい場合、前件部命題iと
ルールjの後件部は強い正の相関を持っている。すなわ
ちルールjが成立する場合は、前件部命題iの適合度が高
い。
1 When the weight of the link wij connecting from the antecedent part proposition i to the rule j is positive and large, the antecedent part proposition i and the consequent part of the rule j have a strong positive correlation. That is, when the rule j is satisfied, the suitability of the antecedent part proposition i is high.

【0040】2 前件部命題iからルールjに接続してい
るリンクwijの重みが負で大きい場合、前件部命題iと
ルールjの後件部は強い負の相関を持っている。すなわ
ちルールjが成立する場合は、前件部命題iの適合度が低
いかまたは前件部命題iの適合度が高い場合は、ルールj
が成立しない。
2 When the weight of the link wij connecting the antecedent part proposition i to the rule j is negative and large, the antecedent part proposition i and the consequent part of the rule j have a strong negative correlation. That is, if rule j is satisfied, then rule j
Does not hold.

【0041】図17は第2の発明において、学習を行った
後のリンクの重みの一部である。これはルール「if 自
然風の風速変化率が減少 then 煤煙透過率が増加」の
接続リンクの重みであるが、前件部命題「小型車の台数
変化が0」が正の重みで結合し、前件部命題「自然風の
風速が0である」が負の重みで結合している。上記1、
2よりこのルールを3つの前件部命題を含んだ形に書き
換えられる。書き換えたルールは、「if 自然風の風速
が0でない and 自然風の風速変化率が減少 and小型車
の台数変化が0 then 煤煙透過率が増加」となる。
FIG. 17 shows a part of the weight of the link after learning in the second invention. This is the weight of the connection link of the rule "If the wind speed change rate of natural wind decreases then the smoke transmission rate increases", but the antecedent part proposition "The change in the number of small cars is 0" is combined with a positive weight, The section proposition "Natural wind speed is 0" is combined with a negative weight. Above 1,
From 2, this rule can be rewritten to include the three antecedent propositions. The rewritten rule is "if the wind speed of natural wind is not zero, the rate of change in wind speed of natural wind is reduced, and the change in the number of small cars is 0 then the soot transmission rate is increased."

【0042】このように本発明によれば、推論対象に対
して断片的な知識しかない場合でも、入出力の組を用意
して学習を行い、学習結果を解析することでルールを生
成することができる。特に今まで問題となっていた、熟
練者に対する取材ではなかなか把握できない熟練者の持
つ暗黙の知識の獲得に利用することが可能となる。
As described above, according to the present invention, even when there is only piecemeal knowledge about the inference target, a set of input / output is prepared for learning and a rule is generated by analyzing the learning result. You can In particular, it can be used to acquire the tacit knowledge possessed by a skilled person, which has been a problem until now, which cannot be easily grasped by interviewing a skilled person.

【0043】上記第3の発明の実施例では、推論制御機
構の入力を前件部命題適合度、推論制御機構の出力をル
ールの重みとして前件部命題適合度と各ルールの相関を
調べたが、推論制御機構の入力をルールの前件部適合
度、推論制御機構の出力をルールの重みとして各ルール
間の適合度の相関を調べることも可能である。この場合
は、学習結果を調べることで各ルールの類似度、矛盾度
などがわかる。
In the above-described third embodiment of the present invention, the correlation between the antecedent part proposition conformity and each rule is examined by using the input of the inference control mechanism as the antecedent part proposition conformity and the output of the inference control mechanism as the weight of the rule. However, it is also possible to examine the correlation of the goodness of fit between the rules by using the input of the inference control mechanism as the antecedent degree of the rule and the output of the inference control mechanism as the weight of the rule. In this case, the degree of similarity and the degree of contradiction of each rule can be known by examining the learning result.

【0044】また、上記実施例では推論制御機構のニュ
ーラルネットに単純パーセプトロンを用いたがこれ以外
にも、多層パーセプトロン、ボルツマンマシン、ホップ
フィールド型のモデル等のニューラルネットを用いるこ
とが可能であり、学習方式にも上記相関学習以外に直交
学習、LVQ、バックプロバゲーション、競合学習等の学
習方式を用いることが可能である。これらのニューラル
ネット、学習方法を用いた場合は単に各リンクの重みを
解析するだけでなく、ニューラルネットの各ニューロン
の発火状態の解析など、動的な解析を併せて行ってもよ
い。
Further, in the above embodiment, the simple perceptron is used for the neural network of the inference control mechanism, but other than this, it is possible to use a neural network such as a multilayer perceptron, Boltzmann machine, Hopfield type model, In addition to the above correlation learning, it is possible to use a learning method such as orthogonal learning, LVQ, back propagation, competitive learning, or the like as the learning method. When these neural nets and learning methods are used, not only the weight of each link is simply analyzed, but also dynamic analysis such as analysis of the firing state of each neuron of the neural network may be performed together.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上、本発明によれば、ファジィ推論に
推論制御機構を設け、推論対象の状態を判定して、判定
した状態に最適なメンバシップ関数の形状、ルール等を
用いて推論を行うので、推論対象が複雑な構造を持って
いる場合でも精密な推論を可能とする効果を持つ。
As described above, according to the present invention, the inference control mechanism is provided in the fuzzy inference, the state of the inference target is determined, and the inference is performed using the shape, rule, etc. of the membership function most suitable for the determined state. Since it is performed, it has the effect of enabling precise inference even when the inference target has a complicated structure.

【0046】また本発明によれば、学習により自動的に
推論対象の状態が判定できるようになるので推論対象に
対して断片的な知識しかない場合でも精密なファジィ推
論を可能とする効果を持つ。さらに、学習により推論対
象の状態毎にメンバシップ関数の形状、ルール等を特定
することで隠れていた知識を獲得できる効果もある。
Further, according to the present invention, since the state of the inference target can be automatically determined by learning, there is an effect that precise fuzzy inference can be performed even when there is only a piece of knowledge about the inference target. .. Furthermore, there is an effect that the hidden knowledge can be acquired by specifying the shape of the membership function, the rule, etc. for each state of the inference target by learning.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の発明の推論制御機構を持つファジィ推論
装置のブロック構成図の一例である。
FIG. 1 is an example of a block configuration diagram of a fuzzy inference apparatus having an inference control mechanism of a first invention.

【図2】図1のファジィ推論装置における推論の手順で
ある。
FIG. 2 is a reasoning procedure in the fuzzy reasoning apparatus of FIG.

【図3】第1の実施例の説明に用いたシステムのファジ
ィルールの一部である。
FIG. 3 is a part of a fuzzy rule of the system used in the description of the first embodiment.

【図4】推論対象の状態が変化した場合のメンバシップ
関数の補正の一例。
FIG. 4 is an example of correcting the membership function when the state of the inference target changes.

【図5】推論対象の状態が変化した場合にメンバシップ
関数を補正するための推論制御機構のファジィルールの
一部である。
FIG. 5 is a part of a fuzzy rule of an inference control mechanism for correcting a membership function when a state of an inference target changes.

【図6】推論制御機構におけるファジィ推論の入力の一
例である。
FIG. 6 is an example of input of fuzzy inference in an inference control mechanism.

【図7】推論制御機構によるメンバシップ関数の補正例
である。
FIG. 7 is an example of correcting a membership function by an inference control mechanism.

【図8】推論制御機構による補正が推論出力に与える効
果を示したものである。
FIG. 8 shows the effect of correction by the inference control mechanism on the inference output.

【図9】第2の発明の学習機能を備えた推論制御機構を
持つファジィ推論システムのブロック構成図の一例であ
る。
FIG. 9 is an example of a block configuration diagram of a fuzzy inference system having an inference control mechanism having a learning function of the second invention.

【図10】第2の実施例において推論制御機構に用いた
パーセプトロンの原理図である。
FIG. 10 is a principle diagram of a perceptron used for an inference control mechanism in the second embodiment.

【図11】第2の実施例のパーセプトロンで用いられる
ニューロンの入出力特性である。
FIG. 11 is an input / output characteristic of a neuron used in the perceptron of the second embodiment.

【図12】第2の実施例における推論制御機構のパーセ
プトロンである。
FIG. 12 is a perceptron of an inference control mechanism in the second embodiment.

【図13】推論制御機構の学習の手順である。FIG. 13 is a procedure for learning an inference control mechanism.

【図14】第2の実施例において、実際に学習を行った
場合の学習による誤差の変化を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing a change in error due to learning when actually learning is performed in the second embodiment.

【図15】学習による推論精度の向上を実施例の場合に
ついて示した図である。
FIG. 15 is a diagram showing improvement of inference accuracy by learning in the case of an embodiment.

【図16】学習後の推論制御機構によるルールの切換え
を示した図である。
FIG. 16 is a diagram showing switching of rules by the inference control mechanism after learning.

【図17】学習後の推論制御機構のパーセプトロンのリ
ンクの重みの一部を示したものである。
FIG. 17 shows a part of the link weights of the perceptron of the inference control mechanism after learning.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1201…前件部命題適合度からの入力、1202…パーセプト
ロンの入力、1203…重みつきリンク、1204…出力ニュー
ロン、1205ルール重みの出力。
1201 ... Input from the antecedent part proposition fitness, 1202 ... Perceptron input, 1203 ... Weighted link, 1204 ... Output neuron, 1205 Rule weight output.

フロントページの続き (72)発明者 中野 利彦 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内Front Page Continuation (72) Inventor Toshihiko Nakano 5-2-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Omika Plant

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】各ルールの前件部および後件部の命題のメ
ンバシップ関数の形状を記憶する記憶装置と、入力より
前記各ルールの命題の適合度を算定する命題適合度演算
装置と、前記各ルールごとに前件部の適合度を算定する
前件部適合度演算装置と、ファジィ推論過程で得られる
各適合度の少なくとも一部を入力として受け取り、入力
に応じてファジィ推論の推論パラメータの少なくとも一
部を変更する推論制御機構とを設け、前記変更された推
論パラメータを用いて再びファジィ推論を行うことを特
徴とするファジィ推論装置。
1. A storage device for storing the shapes of membership functions of propositions of the antecedent part and consequent part of each rule, and a propositional fitness calculation device for calculating the fitness of the proposition of each rule from an input. An antecedent part fitness calculation device for calculating the suitability of the antecedent part for each of the rules, and at least a part of each of the adaptability obtained in the fuzzy inference process as an input, and an inference parameter of the fuzzy inference according to the input And a reasoning control mechanism for changing at least a part of the reasoning, and fuzzy reasoning is performed again using the changed reasoning parameters.
【請求項2】請求項1において、前記変更の対象となる
推論パラメータは、命題のスケール値、メンバシップ関
数の形状パラメータ、命題の重み、ルールの重みの少な
くとも一つであることを特徴とするファジィ推論制御装
置。
2. The inference parameter to be changed is at least one of a scale value of a proposition, a shape parameter of a membership function, a weight of a proposition, and a weight of a rule. Fuzzy reasoning controller.
【請求項3】請求項1または請求項2のファジィ推論装
置において、前記推論制御機構の入力に、ファジィ推論
装置の入力、出力、またファジィ推論過程における命題
適合度、ルールの前件部適合度、ルールの適合度のうち
の1つまたは複数を用いることを特徴としたファジィ推
論制御方法。
3. The fuzzy inference apparatus according to claim 1 or 2, wherein the input of the inference control mechanism is the input and output of the fuzzy inference apparatus, the degree of proposition matching in the fuzzy reasoning process, and the degree of matching of the antecedent part of a rule. , A fuzzy inference control method characterized by using one or more of the conformity of rules.
【請求項4】請求項1から請求項3のいずれか1項のフ
ァジィ推論装置のうち、複数のファジィ推論制御方法を
用いてファジィ推論を行うことを特徴とするファジィ推
論装置。
4. The fuzzy inference apparatus according to claim 1, wherein fuzzy inference is performed using a plurality of fuzzy inference control methods.
【請求項5】請求項1から請求項4のいずれか1項のフ
ァジィ推論装置において、推論制御機構にニューラルネ
ット、プロダクションシステム、ファジィ推論システム
の少なくとも一つを用いることを特徴としたファジィ推
論装置。
5. The fuzzy inference apparatus according to claim 1, wherein at least one of a neural network, a production system and a fuzzy inference system is used as an inference control mechanism. ..
【請求項6】ファジィ推論による推論結果が望ましいも
のでなかった場合、望ましい結果が得られるように、フ
ァジィ推論機構に付随して推論を制御している推論制御
機構の内部構造を変更することを特徴とするファジィ推
論装置の学習方法。
6. If the inference result by the fuzzy inference is not desirable, the internal structure of the inference control mechanism controlling the inference associated with the fuzzy inference mechanism is modified so that the desired result is obtained. A learning method for a fuzzy reasoning device.
【請求項7】請求項6において、推論結果と望ましい出
力の誤差を推論の各過程において算定する手段を設け、
出力の誤差と推論過程における誤差の少なくとも一部を
教師信号として推論制御機構の学習を行うことを特徴と
するファジィ推論装置の学習方法。
7. A means for calculating an error between an inference result and a desired output in each step of inference according to claim 6,
A learning method for a fuzzy reasoning apparatus, wherein at least part of the output error and the error in the inference process is used as a teacher signal to learn the inference control mechanism.
【請求項8】請求項6または請求項7の推論制御機構の
学習において、学習後の推論制御機構をあらかじめ定め
られた手段により解析することで、隠れていた知識を抽
出する知識獲得手段を備えたことを特徴とする知識獲得
方法。
8. In the learning of the inference control mechanism according to claim 6 or 7, a knowledge acquisition means for extracting hidden knowledge by analyzing the learned inference control mechanism by a predetermined means is provided. Knowledge acquisition method characterized by that.
【請求項9】請求項8において、抽出された知識を命題
またはルール、またはその両方の組み合わせで表現する
ことを特徴とする自動ルール獲得機能。
9. An automatic rule acquisition function according to claim 8, wherein the extracted knowledge is expressed by a proposition, a rule, or a combination of both.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5487130A (en) * 1992-10-22 1996-01-23 Hitachi, Ltd. Fuzzy rule acquisition method and apparatus for fuzzy inference system and fuzzy inference system using the apparatus

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