JPH05108357A - Back-up device for decision of neuro-fuzzy model - Google Patents

Back-up device for decision of neuro-fuzzy model

Info

Publication number
JPH05108357A
JPH05108357A JP3271545A JP27154591A JPH05108357A JP H05108357 A JPH05108357 A JP H05108357A JP 3271545 A JP3271545 A JP 3271545A JP 27154591 A JP27154591 A JP 27154591A JP H05108357 A JPH05108357 A JP H05108357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
model
neuro
fuzzy
optimum
evaluation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3271545A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ritsu Katayama
立 片山
Yuji Kajitani
雄治 梶谷
Kaihei Kuwata
海平 鍬田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP3271545A priority Critical patent/JPH05108357A/en
Publication of JPH05108357A publication Critical patent/JPH05108357A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To effectively decide en optimum neuro-fuzzy model. CONSTITUTION:An automatic fuzzy modeling part 20, an automatic neuro-modeling part 22, and an automatic neuro-fuzzy modeling part 24 perform each modeling operation based on the input/output data received from an input/output data memory 12. A fuzzy model evaluating part 40, a neuro-model evaluating pert 42, and a neuro-fuzzy modeling part 44 calculate each prescribed evaluation item and store these calculated items in a fuzzy modeling result memory 46, a neuro-modeling result memory 48, and a neuro-fuzzy modeling result memory 50 respectively. At a selected optimum model decision back-up part 52 using the information quantity standard, a fuzzy model information quantity standard calculation part 54, a neuro-model information quantity standard calculation part 60, and a neuro-fuzzy model information quantity standard calculation part 66 calculate each standard based on the stored evaluation items. Then an optimum fuzzy model deciding part 56, an optimum neuro-model deciding part 62, and an optimum neuro-fuzzy model deciding part 68 decide each optimum model and stores these models in an optimum fuzzy model memory 58, an optimum neuro- model memory 64, and an optimum neuro-fuzzy model memory 70 respectively. These stored optimum models are shown at a general evaluation graph display part 72. At the part 52 using no information standard, two items are selected out of those evaluation items stored in the memories 46, 48 and 50. Then a non-deteriorated model is selected at a non-deteriorated model extracting part. This process is repeated for decision of an optimum model.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はニューロ・ファジィモ
デル決定支援装置に関し、特にたとえば理想的な入出力
応答を実現するためにたとえば家電製品等にファジィモ
デル,ニューロモデルまたはニューロファジィモデルの
うちどのモデルを採用すべきかを設計者に支援する、ニ
ューロ・ファジィモデル決定支援装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a neuro-fuzzy model decision support device, and more particularly to, for example, a fuzzy model, a neuro model or a neuro-fuzzy model for household appliances to realize an ideal input / output response. The present invention relates to a neuro-fuzzy model decision support device for assisting a designer in adopting the.

【0002】[0002]

【従来の技術】非線型の入出力関係をモデリングする手
法として、ファジィモデル,ニューラルネットモデルお
よびニューロファジィ融合モデルなどの種々のモデルが
提案されている。実際に設計する場合には、ファジィモ
デル,ニューロモデルおよびニューロファジィモデルの
全ての方式の中から、種々の評価項目や制約条件(モデ
ル精度,記憶容量,学習速度および演算速度など)を考
慮したとき、どのモデルが最善であるかについて検討し
なければならない。しかしながら、製品の設計者や開発
技術者は、経験や勘に頼って、試行錯誤的に必ずしも十
分でない予備検討作業のみに基づいて、ファジィモデ
ル,ニューロモデルおよびニューロファジィモデルの選
択およびモデルの構造とパラメータとを決定しているの
が現状である。
2. Description of the Related Art Various models such as a fuzzy model, a neural net model, and a neuro-fuzzy fusion model have been proposed as a method for modeling a nonlinear input-output relationship. When actually designing, when various evaluation items and constraint conditions (model accuracy, memory capacity, learning speed, calculation speed, etc.) are considered from all methods of fuzzy model, neuro model and neuro fuzzy model. , We have to consider which model is best. However, product designers and development engineers rely on experience and intuition to select fuzzy models, neuromodels and neurofuzzy models, and to determine the model structure based on only preliminary examination work that is not always sufficient by trial and error. The current situation is to determine the parameters.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
では、モデルを決定するのに長時間を要し、また、その
モデルが最善のものであるか否かの信頼性に欠けるとい
う問題点があった。それゆえに、この発明の主たる目的
は、どのモデルを採用すればよいかを効率的に支援する
ことができる、ニューロ・ファジィモデル決定支援装置
を提供することである。
In such a conventional method, it takes a long time to determine a model, and the reliability of whether or not the model is the best is not sufficient. was there. Therefore, a main object of the present invention is to provide a neuro-fuzzy model decision support device capable of efficiently supporting which model should be adopted.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、入出力デ
ータを保持する入出力データメモリ、ファジィ構造,ニ
ューロ構造およびニューロファジィ構造のそれぞれの構
造パラメータ設定する構造パラメータ設定手段、構造パ
ラメータ設定手段によって設定された各構造ついて入出
力データに対する最適パラメータを決定する自動モデリ
ング手段、自動モデリング手段によって得られたモデル
をそれぞれ所定の評価項目について計算する評価手段、
評価手段によって計算した結果をそれぞれ保持する結果
記憶メモリ、結果記憶メモリの内容を参照してモデルに
ついて所定の情報量基準を計算するする情報量基準計算
手段、および情報量基準計算手段の計算結果に基づい
て、最適ファジィモデル,最適ニューロモデルおよび最
適ニューロファジィモデルを決定する最適モデル決定手
段を備える、ニューロ・ファジィモデル決定支援装置で
ある。
A first aspect of the present invention is an input / output data memory for holding input / output data, a fuzzy structure, a neuro structure and a structure parameter setting means for setting respective structure parameters of the neuro fuzzy structure. Automatic modeling means for determining optimum parameters for input / output data for each structure set by the means, evaluation means for calculating a model obtained by the automatic modeling means for each predetermined evaluation item,
A result storage memory that holds the results calculated by the evaluation means, an information amount reference calculation unit that refers to the contents of the result storage memory to calculate a predetermined information amount reference for the model, and a calculation result of the information amount reference calculation unit. A neuro-fuzzy model decision support device comprising an optimum fuzzy model, an optimum neuro model, and an optimum model decision means for deciding the optimum neuro fuzzy model based on the above.

【0005】第2の発明は、入出力データを保持する入
出力データメモリ、ファジィ構造,ニューロ構造および
ニューロファジィ構造のそれぞれの構造パラメータ設定
する構造パラメータ設定手段、構造パラメータ設定手段
によって設定された各構造ついて入出力データに対する
最適パラメータを決定する自動モデリング手段、自動モ
デリング手段によって得られたモデルをそれぞれ所定の
評価項目について計算する評価手段、評価手段によって
計算した結果をそれぞれ保持する結果記憶メモリ、およ
び結果記憶メモリの内容を参照して複数の非劣モデルを
抽出する非劣モデル抽出手段を備える、ニューロ・ファ
ジィモデル決定支援装置である。
A second aspect of the present invention is an input / output data memory for holding input / output data, a fuzzy structure, a neuro structure, and a structure parameter setting means for setting respective structure parameters of the neuro fuzzy structure, and each set by the structure parameter setting means. Automatic modeling means for determining optimum parameters for input / output data with respect to structure, evaluation means for calculating a model obtained by the automatic modeling means for each predetermined evaluation item, result storage memory for holding results calculated by the evaluation means, and A neuro-fuzzy model decision support device comprising a non-inferior model extraction means for extracting a plurality of non-inferior models by referring to the contents of a result storage memory.

【0006】[0006]

【作用】入出力データメモリには、必要な(学習すべ
き)入出力データを予め入力する。構造パラメータ設定
手段では、たとえば、ファジィモデルについては各入力
に対するファジィ分割数を指定し、ニューロモデルにつ
いては中間層ユニット数を指定し、ニューロファジィモ
デルについては前件部ニューラルネットワーク数と後件
部ニューラルネットワーク数とこれらのニューラルネッ
トの構造とを指定する。自動モデリング手段では構造パ
ラメータ設定手段によって設定された各構造について、
入出力データメモリに保持されている入出力データに対
して、最適パラメータを決定し、各構造毎にモデルを得
る。評価手段は、自動モデリング手段によって得られた
モデルをそれぞれ所定の評価項目、たとえばモデル精度
(学習入出力データに関する誤差と評価データに関する
誤差),必要記憶容量,種々のマイクロプロセサに対応
する学習速度,演算速度等について計算する。その結果
が結果記憶メモリに保持される。
The required input / output data (to be learned) is previously input to the input / output data memory. In the structural parameter setting means, for example, the number of fuzzy divisions for each input is specified for a fuzzy model, the number of hidden layer units is specified for a neuro model, and the number of antecedent neural networks and antecedent neural for a neuro fuzzy model. Specify the number of networks and the structure of these neural nets. In the automatic modeling means, for each structure set by the structure parameter setting means,
Optimal parameters are determined for the input / output data stored in the input / output data memory, and a model is obtained for each structure. The evaluation unit evaluates the model obtained by the automatic modeling unit with predetermined evaluation items such as model accuracy (error regarding learning input / output data and error regarding evaluation data), required memory capacity, learning speed corresponding to various microprocessors, Calculate the calculation speed. The result is held in the result storage memory.

【0007】第1発明の情報量基準計算手段は、それぞ
れの評価項目について情報量基準値を計算し、それに基
づいて決定手段が、最適ファジィモデル,最適ニューロ
モデルおよび最適ニューロファジィモデルを決定する。
好ましくは、評価表示手段が、それぞれの最適モデルに
ついて、たとえばレーダチャート形式で、総合評価を表
示する。したがって、設計者はそれを見て、どのモデル
を採用するか決定すればよい。
The information amount reference calculation means of the first invention calculates the information amount reference value for each evaluation item, and the determination means determines the optimum fuzzy model, the optimum neuro model and the optimum neuro fuzzy model based on the calculated information content reference value.
Preferably, the evaluation display means displays the comprehensive evaluation for each optimum model in the radar chart format, for example. Therefore, the designer may look at it and decide which model to adopt.

【0008】第2発明の非劣モデル抽出手段は結果記憶
メモリの内容を参照して複数の非劣モデルを抽出する。
そして、必要に応じて設けられる支援手段が、設計者の
有する選考基準に基づいて複数の非劣モデルの中から選
考最適モデルを決定するのを対話的に支援する。
The non-inferior model extracting means of the second invention extracts a plurality of non-inferior models by referring to the contents of the result storage memory.
Then, the support means provided as needed interactively supports the determination of the optimum selection model from the plurality of non-inferior models based on the selection criteria of the designer.

【0009】[0009]

【発明の効果】この発明によれば、入出力データを与え
れば自動的にファジィ,ニューロ,あるいはニューロフ
ァジィの構造が決定され、その構造毎にモデルが得られ
るので、設計者はそのモデルの中から選好最適モデルを
選択すればよいだけであり、したがって、従来の方法に
比べて、ごく短時間に効率的に組み込むべきモデルを決
定することができる。また、評価手段によって評価した
結果に基づいてモデルが抽出されるのであるから、それ
によって決定した選考最適モデルが最善モデルであると
信頼できる。
According to the present invention, the fuzzy, neuro, or neuro-fuzzy structure is automatically determined when input / output data is given, and a model is obtained for each structure. It is only necessary to select a preferred optimal model from among, and therefore, a model to be efficiently incorporated can be determined in a very short time as compared with the conventional method. Further, since the model is extracted based on the result evaluated by the evaluation means, it is possible to trust that the selection optimum model determined thereby is the best model.

【0010】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
The above-mentioned objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the embodiments with reference to the drawings.

【0011】[0011]

【実施例】図1の実施例のニューロ・ファジィモデル決
定支援装置10は、非線型の入出力関係をモデリングす
る場合に、ファジィモデル,ニューロモデルおよびニュ
ーロファジィ融合モデルのいずれのモデルが最善である
かの決定を支援するものであり、入出力データを記憶す
る入出力データメモリ12を含む。また、ニューロ・フ
ァジィモデル決定支援装置10は、入出力データの各入
力に対するたとえばファジィ分割数を指定するファジィ
モデル構造パラメータ指定部14,たとえば3層の階層
型ニューラルネットワークの場合の中間層ユニット数を
指定するニューロモデル構造パラメータ指定部16,お
よびたとえばニューラルネット駆動型ファジィ推論の場
合の前件部ニューラルネット数と後件部ニューラルネッ
トワーク数とこれらのニューラルネットの構造とを指定
するニューロファジィモデル構造パラメータ指定部18
を含む。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The neuro-fuzzy model decision support apparatus 10 of the embodiment shown in FIG. 1 is best suited for modeling a nonlinear input-output relationship by using any of a fuzzy model, a neuro model and a neuro-fuzzy fusion model. And includes an input / output data memory 12 for storing input / output data. Further, the neuro-fuzzy model determination support device 10 uses the fuzzy model structure parameter designating unit 14 that designates, for example, the number of fuzzy divisions for each input / output data input, for example, the number of intermediate layer units in the case of a three-layer hierarchical neural network. A neuro model structure parameter designating unit 16 for designating, and a neuro fuzzy model structure parameter for designating the number of antecedent neural nets, the number of consequent neural networks, and the structures of these neural networks in the case of, for example, fuzzy inference driven by a neural network. Designating part 18
including.

【0012】なお、このような構造パラメータは、ファ
ジィ,ニューロ,あるいはニューロファジィの異なる構
造が用いられるときには、それに応じて変更され得るも
のである。そして、ファジィモデル構造パラメータ指定
部14,ニューロモデル構造パラメータ指定部16およ
びニューロファジィモデル構造パラメータ指定部18で
決定されたモデル構造について、それぞれ自動ファジィ
モデリング部20,自動ニューロモデリング部22およ
び自動ニューロファジィモデリング部24で、入出力デ
ータメモリ12に記憶された入出力データを用いてモデ
リングを行う。
[0012] It should be noted that such structural parameters can be changed in accordance with the use of fuzzy, neuro, or different neuro-fuzzy structures. The automatic fuzzy modeling unit 20, the automatic neuro-modeling unit 22 and the automatic neuro-fuzzy are respectively set for the model structures determined by the fuzzy model structure parameter specifying unit 14, the neuro model structure parameter specifying unit 16 and the neuro fuzzy model structure parameter specifying unit 18. The modeling unit 24 uses the input / output data stored in the input / output data memory 12 to perform modeling.

【0013】ここで、まず、自動ファジィモデリング部
20のアルゴリズムを説明すると、自動ファジィモデリ
ング部20では、たとえば勾配法を用いたファジィ推論
方法を用いて、入力がX=(x1 ,…,xi ,…,x
m )∈Rm 、出力がy∈R1 であるような関数y=f
)を同定する場合、入力xi は、数1に示すように
区間Xi 内に含まれるよう規格化されているものとす
る。ただし、この明細書においては、記号「 」はベク
トル値を示すものとする。
First, the algorithm of the automatic fuzzy modeling unit 20 will be described. In the automatic fuzzy modeling unit 20, for example, a fuzzy inference method using a gradient method is used to input x X = (x 1 , ..., x i , ..., x
m ) ∈ R m , the function y = f such that the output is y ∈ R 1
When identifying ( x ), it is assumed that the input x i is standardized to be included in the section X i as shown in Equation 1. However, in this specification, the symbol " ] Indicates a vector value.

【0014】[0014]

【数1】 [Equation 1]

【0015】区間Xi 内にLi 個の点ai を、数2に示
すようにとる。
In the section X i , L i points a i are taken as shown in equation 2.

【0016】[0016]

【数2】 [Equation 2]

【0017】そして、図2に示す前件部のメンバシップ
関数(Li =4の場合)のように、ai j(i)を頂点のx
i 座標とし、隣接するメンバシップ関数とグレード値が
0.5で交わる3角形のメンバシップ関数Ai j(i)(x
i )をLi 個定義する。このとき、簡略化ファジィ推論
のルールsは数3に示すようにn個であり、n個のルー
ルsは数4で与えられる。
[0017] Then, as membership function matters section before FIG 2 (when L i = 4), a i j (i) a vertex x
A triangle membership function A i j (i) (x, where i is the i- coordinate, and the adjoining membership function intersects with a grade value of 0.5
i ) is defined as L i . At this time, the number of rules s for the simplified fuzzy inference is n as shown in Formula 3, and the n rules s are given by Formula 4.

【0018】[0018]

【数3】 [Equation 3]

【0019】[0019]

【数4】 [Equation 4]

【0020】ルールsの前件部の適合度μs は数5で与
えられ、簡略化ファジィ推論の推論結果yは数6によっ
て計算される。
The fitness μ s of the antecedent part of the rule s is given by the equation 5, and the inference result y of the simplified fuzzy inference is calculated by the equation 6.

【0021】[0021]

【数5】 [Equation 5]

【0022】[0022]

【数6】 [Equation 6]

【0023】なお、後件部パラメータws ,s=1,
2,…,nおよび前件部パラメータa i ,i=1,2,
…,mに関しては、それぞれたとえば数7および数8に
よってパラメータの更新がなされる。なお、Pはペナル
ティ関数である。
The consequent parameter ws, S = 1,
2, ..., n and antecedent parameter a i, I = 1, 2,
…, M, for example,
Therefore, the parameters are updated. In addition, P is a penalty
Tee function.

【0024】[0024]

【数7】 [Equation 7]

【0025】[0025]

【数8】 [Equation 8]

【0026】次いで、自動ニューロモデリング部22の
アルゴリズムを説明する。ニューロモデルは、モデルを
構成するユニットの結合の仕方によって種々のモデルが
提唱されているが、ここでは図3に示すような一般的に
よく知られている階層構造のモデルのうち、入力層26
と中間層28と出力層30とからなる3層のニューロモ
デルすなわち階層型3層構造のニューロモデルについて
説明する。このニューロモデルでは、たとえば最急降下
法に基づいて、数9の誤差を減少させる方向で、数10
および数11に従ってネットワークの荷重係数を変更す
る。
Next, the algorithm of the automatic neuromodeling unit 22 will be described. As the neuro model, various models have been proposed depending on the way in which the units that make up the model are connected. Here, among the generally well-known hierarchical structure models shown in FIG. 3, the input layer 26
A three-layer neuro model including the intermediate layer 28 and the output layer 30, that is, a neuro model having a hierarchical three-layer structure will be described. In this neuro model, based on the steepest descent method, for example, in the direction of reducing the error of the equation 9,
And changing the weighting factor of the network according to Eq.

【0027】[0027]

【数9】 [Equation 9]

【0028】[0028]

【数10】 [Equation 10]

【0029】[0029]

【数11】 [Equation 11]

【0030】ここで、Nはデータ数,yp はp番目の学
習データの目標値, /yp はp番目の入力データを用い
たモデル出力値、およびωij k はk層の第iユニットか
らk+1層の第jユニットへの荷重,αおよびβは学習
パラメータである。数8は、t回目の荷重変化分を表し
ており、t+1回目の荷重はt回目の学習時の荷重に、
Δωij k (t)を加えたものに等しい。
Here, N is the number of data, y p is the target value of the p-th learning data, / y p is the model output value using the p-th input data, and ω ij k is the i-th unit of the k-th layer. To the j-th unit of the k + 1-th layer, α and β are learning parameters. Equation 8 represents the load change at the t-th time, and the t + 1-th load is the load at the t-th learning,
Equal to the addition of Δω ij k (t).

【0031】次いで、自動ニューロファジィモデリング
部24のアルゴリズムを図4に示すニューロファジィモ
デル構造例を参照して説明する。推論ルールおよび入力
データxi に対する操作量yi * は次の手順から得られ
る。まず手順1として、出力yに関連のある入力変数x
1 ,x2 ,…,xn を設定する。また、入出力データ
(yi ,xi )=(yi ,xi1,xi2,…,xin),i
=1,2,…,Nが得られたとする。ここで、入力デー
タxij,j=1,2,…,nは第j番目の入力変数の第
i番目のデータを示す。
Next, the algorithm of the automatic neuro-fuzzy modeling unit 24 will be described with reference to the neuro-fuzzy model structure example shown in FIG. The operation amount y i * for the inference rule and the input data x i is obtained from the following procedure. First, as the procedure 1, the input variable x related to the output y
1 , x 2 , ..., X n are set. Input / output data (y i , x i ) = (y i , x i1 , x i2 , ..., X in ), i
It is assumed that = 1, 2, ..., N are obtained. Here, the input data x ij , j = 1, 2, ..., N indicates the i-th data of the j-th input variable.

【0032】次いで、手順2として、入出力データをr
分割し、Rs ,s=1,2,…,rとする。ここで、各
分割は推論ルールを意味し、各Rs の入出力データを
(yi s ,xi s ),i=1,2,…,Ns で表す。た
だし、Ns は各Rs の入出力データの個数である。そし
て、手順3として、図4のNNmem を用いて前件部のメ
ンバシップ関数の形状決定し、手順4として、NN1
NN2 ,…,NNr を用いて後件部の構造同定を行い、
その後手順5として、推定値yi * を数12によって得
る。
Next, in procedure 2, the input / output data is r
Split, Rs, S = 1, 2, ..., R. Where each
Split means inference rule, each RsInput and output data of
(Yi s, Xi s), I = 1, 2, ..., NsIt is represented by. Was
But NsIs each RsIs the number of input / output data of. That
Then, as the procedure 3, the NN of FIG.memTo use the
The shape of the umbership function is determined, and in step 4, NN1
NN2, ..., NNrIs used to identify the structure of the consequent part,
Then, as step 5, the estimated value yi *Is obtained by
It

【0033】[0033]

【数12】 [Equation 12]

【0034】ここで、meyisは手順4で得られた最適
な誤差逆伝播学習モデルによる推定値である。すなわ
ち、図4では、各推論ルールの前件部のメンバシップ値
μAs(xi1,x i2,…,xin)と後件部の推定値mey
isとを積算器32,34および36において積演算し、
加算器38における各ルール間での和演算の結果から推
定値yi * が得られることを示している。ただし、図4
ではΣμAs(xi1,xi2,…,x in)=1として表現し
ている。
Where meyisIs the optimal obtained in step 4
This is an estimated value based on a simple back propagation learning model. Sanawa
Then, in Fig. 4, the membership value of the antecedent part of each inference rule
μAs(Xi1, X i2, ..., xin) And the estimated value mey of the consequent part
isAnd are multiplied by accumulators 32, 34 and 36,
Estimated from the result of the sum operation between the rules in the adder 38
Constant yi *Is obtained. However,
Then ΣμAs(Xi1, Xi2, ..., x in) = 1
ing.

【0035】続いて、自動ファジィモデリング部20,
自動ニューロモデリング部22および自動ニューロファ
ジィモデリング部24からの出力は、それぞれファジィ
モデル評価部40,ニューロモデル評価部42およびニ
ューロファジィモデル評価部44に出力される。ファジ
ィモデル評価部40,ニューロモデル評価部42および
ニューロファジィモデル評価部44は、それぞれ誤差を
計算した誤差計算部40a,42aおよび44aと、記
憶容量を計算する記憶容量計算部40b,42bおよび
44bと、学習速度を計算する学習速度計算部40c,
42cおよび44cと、演算速度を計算する演算速度計
算部40d,42dおよび44dとを含み、各モデルを
たとえば誤差(近似精度),記憶容量,学習速度および
演算速度の評価指標に基づいて評価する。
Then, the automatic fuzzy modeling unit 20,
The outputs from the automatic neuro modeling unit 22 and the automatic neuro fuzzy modeling unit 24 are output to the fuzzy model evaluation unit 40, the neuro model evaluation unit 42, and the neuro fuzzy model evaluation unit 44, respectively. The fuzzy model evaluation unit 40, the neuro model evaluation unit 42, and the neuro fuzzy model evaluation unit 44 respectively include error calculation units 40a, 42a and 44a that calculate an error, and storage capacity calculation units 40b, 42b and 44b that calculate a storage capacity. , A learning speed calculation unit 40c for calculating a learning speed,
42c and 44c and operation speed calculators 40d, 42d and 44d for calculating operation speed, and each model is evaluated based on, for example, an error (approximation accuracy), a storage capacity, a learning speed, and an evaluation index of the operation speed.

【0036】まず、誤差計算部40a,42aおよび4
4aでそれぞれ計算される誤差としては、数13に示す
ように、たとえば数7の値を入出力データの総数で割っ
た値を用いる。
First, the error calculators 40a, 42a and 4
As the error calculated in each of 4a, for example, a value obtained by dividing the value of Expression 7 by the total number of input / output data is used as shown in Expression 13.

【0037】[0037]

【数13】 [Equation 13]

【0038】次いで、記憶容量計算部40b,42bお
よび44bでそれぞれ計算される記憶容量とは、ニュー
ロモデルやファジィモデルをマイクロコンピュータ応用
製品に実装する際に必要な記憶容量のことであり、モデ
ルの構造を定義するのに必要な容量,ニューロ演算やフ
ァジィ推論処理プログラムの容量,および学習データを
格納する容量などから算出できる。
Next, the storage capacities calculated by the storage capacities calculating units 40b, 42b, and 44b are the storage capacities required when the neuro model and the fuzzy model are installed in the microcomputer application product. It can be calculated from the capacity required to define the structure, the capacity of neuro-calculation and fuzzy inference processing programs, and the capacity to store learning data.

【0039】まず、ファジィモデル評価部40におい
て、ファジィモデリングで必要となるファジィ知識の構
造体および変数を図5に示す。図5では、メンバシップ
関数,前件部ファジィ集合,ファジィルールの構造体お
よび推論結果を格納する変数,推論に必要な入力数,出
力数およびルール数などの変数が定義されている。1つ
のメンバシップ関数に必要な構造体のバイト数は8バイ
ト,1つの前件部ファジィ集合に必要な構造体のバイト
数は14バイト,1つのファジィルールに必要な構造体
のバイト数は(2・m+4・Q+4)バイト,1つの推
論出力値を格納するのに必要なバイト数は4バイト、お
よび入力数,出力数およびルール数を格納するのに必要
なバイト数は6バイトとなる。メンバシップ関数の総数
を数14とし、ファジィルールの総数を数15とする
と、実行時に必要となるファジィ知識の記憶容量Feは
数16で求まる。
First, in the fuzzy model evaluation section 40, the structure and variables of fuzzy knowledge necessary for fuzzy modeling are shown in FIG. In FIG. 5, variables such as membership functions, fuzzy sets of antecedent parts, structures of fuzzy rules and variables for storing inference results, the number of inputs necessary for inference, the number of outputs, and the number of rules are defined. The number of bytes of the structure required for one membership function is 8 bytes, the number of bytes of the structure required for one antecedent part fuzzy set is 14 bytes, and the number of bytes of the structure required for one fuzzy rule is ( 2 · m + 4 · Q + 4) bytes, the number of bytes required to store one inference output value is 4 bytes, and the number of bytes required to store the number of inputs, the number of outputs and the number of rules is 6 bytes. When the total number of membership functions is set to 14 and the total number of fuzzy rules is set to 15, the storage capacity Fe of fuzzy knowledge required at the time of execution can be obtained by the following formula 16.

【0040】[0040]

【数14】 [Equation 14]

【0041】[0041]

【数15】 [Equation 15]

【0042】[0042]

【数16】 [Equation 16]

【0043】また、学習時には数14に加えて、学習係
数を格納する変数や学習データを格納する変数などが必
要となる。学習データ数をdとすると、学習データを格
納するのに必要なバイト数は(m+q)・d・4バイト
となり、学習係数を格納するのに必要なバイト数は4バ
イトとなり、学習時に必要となるファジィ知識の記憶容
量Fsは数17で求まる。
At the time of learning, in addition to the equation (14), variables for storing learning coefficients and variables for storing learning data are required. When the number of learning data is d, the number of bytes required to store the learning data is (m + q) · d · 4 bytes, and the number of bytes required to store the learning coefficient is 4 bytes. The storage capacity Fs of fuzzy knowledge is

【0044】[0044]

【数17】 [Equation 17]

【0045】また、ニューロモデル評価部42におい
て、ニューロモデリングで必要となる変数を図6に示
す。変数としては、入力層26の出力値,中間層28の
出力値,出力層30の出力値,中間層28のオフセット
値,出力層30のオフセット値,入力層26と中間層2
8との間の荷重係数値,中間層28と出力層30との間
の荷重係数値,中間層28のデルタ値、および出力層3
0のデルタ値の9種類がある。float 型の変数に必要な
バイト数を4バイトとし、short int 型の変数に必要な
バイト数を2バイトとし、入力層26のユニット数(入
力数)をm,中間層28のユニット数をhおよび出力層
30のユニット数(出力数)をqとすると、各層のユニ
ットの出力値を格納する変数として、4・(m+h+
q)バイト、中間層28と出力層30との全ユニットの
オフセット値とデルタ値をそれぞれ格納する変数として
4・2・(h+q)バイト,入力層26と中間層28と
の間の荷重係数を格納する変数として4・(m・h)バ
イト、および中間層28と出力層30との間の荷重係数
を格納する変数として4・(h・q)バイトとなり、実
行時に必要となる記憶容量Neは数18で求まる。
FIG. 6 shows variables required for neuromodeling in the neuromodel evaluation unit 42. The variables include the output value of the input layer 26, the output value of the intermediate layer 28, the output value of the output layer 30, the offset value of the intermediate layer 28, the offset value of the output layer 30, the input layer 26 and the intermediate layer 2.
8, the load factor value between the intermediate layer 28 and the output layer 30, the delta value of the intermediate layer 28, and the output layer 3
There are 9 delta values of 0. The number of bytes required for a float type variable is 4 bytes, the number of bytes required for a short int type variable is 2 bytes, the number of units in the input layer 26 (the number of inputs) is m, and the number of units in the middle layer 28 is h. And the number of units (the number of outputs) of the output layer 30 is q, a variable for storing the output value of the unit of each layer is 4 · (m + h +
q) bytes, 4.2. (h + q) bytes as variables for storing offset values and delta values of all units of the intermediate layer 28 and the output layer 30, respectively, and a load coefficient between the input layer 26 and the intermediate layer 28. The variable to be stored is 4 · (m · h) bytes, and the variable to store the weighting factor between the intermediate layer 28 and the output layer 30 is 4 · (h · q) bytes, and the storage capacity Ne required at the time of execution is Ne. Can be obtained by Equation 18.

【0046】[0046]

【数18】 [Equation 18]

【0047】また、学習時には数18に加えて、学習係
数を格納する変数および学習データを格納する変数など
が必要となる。学習データをdとすると、学習データを
格納するのに必要なバイト数(m+q)・d・4バイ
ト,学習係数を格納するのに必要なバイト数は8バイト
となり、学習時に必要となるニューロ知識の記憶容量N
sは数19で求まる。
At the time of learning, in addition to the equation 18, variables for storing learning coefficients and variables for storing learning data are required. If the learning data is d, the number of bytes required to store the learning data is (m + q) · d · 4 bytes, and the number of bytes required to store the learning coefficient is 8 bytes. Storage capacity N
s can be obtained by Equation 19.

【0048】[0048]

【数19】 [Formula 19]

【0049】また、ニューロファジィモデル評価部44
においては、上述のニューロモデルやファジィモデルの
場合と同様の方法で算出できる。次いで、学習速度計算
部40c,42cおよび44cでそれぞれ計算される学
習速度に関しては、ニューロ演算やファジィ推論の1学
習当たりに必要な加算,減算,乗算および除算回数の各
演算回数を求める。求めた各演算回数と各演算に必要な
CPUの命令クロック数とを掛け合わせることによって
速度を計算する。この作業を所定回数繰り返して速度の
平均値をとり、この平均値をもって学習速度とする。こ
のようにして、数13の値の変化分Δεが設定値に到達
して、学習が終了するまでに必要な学習速度を算出でき
る。なお、ファジィモデル,ニューロモデルおよびニュ
ーロファジィモデルのいずれについても同様の方法で算
出できる。
Further, the neuro-fuzzy model evaluation unit 44
Can be calculated in the same manner as in the case of the above-mentioned neuro model or fuzzy model. Next, with respect to the learning speeds calculated by the learning speed calculation units 40c, 42c, and 44c, the number of times of addition, subtraction, multiplication, and division required for each learning of the neuro operation or fuzzy inference is calculated. The speed is calculated by multiplying the calculated number of calculations and the number of instruction clocks of the CPU required for each calculation. This operation is repeated a predetermined number of times to obtain an average value of speeds, and this average value is used as the learning speed. In this way, it is possible to calculate the learning speed required until the learning is completed when the variation Δε of the value of Expression 13 reaches the set value. Note that any of the fuzzy model, the neuro model, and the neuro fuzzy model can be calculated by the same method.

【0050】また、演算速度計算部40d,42dおよ
び44dでそれぞれ計算される演算速度すなわち学習済
のモデルにデータを与えてモデル出力値を得るまでの速
度は以下のように算出できる。まず、ファジィモデル評
価部40では、i番目の入力値をxi,i番目の入力値
に対応した前件部ファジィ集合のj(i)番目のメンバ
シップ関数の中心値をai j(i),メンバシップ関数関数
をAi j(i)(xi ),およびファジィルールsの前件部
の適合度をμs とすると、簡略化ファジィ推論の推論結
果yは、数20,数5および数6で計算される。
The operation speeds calculated by the operation speed calculators 40d, 42d, and 44d, that is, the speeds for giving data to the learned model and obtaining the model output value can be calculated as follows. First, in the fuzzy model evaluation unit 40, the central value of the j (i) th membership function of the antecedent part fuzzy set corresponding to the i-th input value is x i, and the i-th input value is a i j (i). , The membership function is A i j (i) (x i ), and the fitness of the antecedent part of the fuzzy rule s is μ s , the inference result y of the simplified fuzzy inference is It is calculated by Equation 6.

【0051】[0051]

【数20】 [Equation 20]

【0052】数20より1つのメンバシップ関数に必要
な演算は減算3回,除算1回となり、メンバシップ関数
の総数は、数21となるので、全てのメンバシップ関数
のグレード値計算に必要な演算クロック数Gcは数22
で求まる。
From the equation (20), the calculation required for one membership function is three times of subtraction and one division, and the total number of membership functions is the equation (21). Therefore, it is necessary to calculate the grade values of all the membership functions. Calculation clock number Gc is
Can be obtained with.

【0053】[0053]

【数21】 [Equation 21]

【0054】[0054]

【数22】 [Equation 22]

【0055】数5より、1つのルール当たりに必要な前
件部適合度の計算は、乗算が(入力数−1)回となり、
ルールの総数は、数23となるので、全てのルールの適
合度計算に必要な演算クロック数Rcは数24で求めら
れる。
From Equation 5, the calculation of the antecedent part conformance required for one rule requires multiplication (number of inputs-1) times,
Since the total number of rules is given by equation 23, the number of operation clocks Rc required to calculate the fitness of all rules can be obtained by equation 24.

【0056】[0056]

【数23】 [Equation 23]

【0057】[0057]

【数24】 [Equation 24]

【0058】数6より、1つの出力値計算に必要な演算
は、ルール適合度と後件部実数値とを掛けたものの総和
をルール適合度の総和で割っているので、出力値計算に
必要な演算クロック数Ocは数25で求まる。
From Equation 6, the calculation required for one output value calculation is that the sum of the product of the rule conformance and the real value of the consequent part is divided by the sum of the rule conformance. The calculation clock number Oc is calculated by the equation 25.

【0059】[0059]

【数25】 [Equation 25]

【0060】ファジィ推論における演算クロック数Fc
は、数22,数24および数25を加えた数26で求め
られる。
Operation clock number Fc in fuzzy inference
Is calculated by Equation 26, which is obtained by adding Equations 22, 24 and 25.

【0061】[0061]

【数26】 [Equation 26]

【0062】また、ニューロモデル評価部42では、各
ユニットからの出力は、そのユニットへの入力に荷重を
掛けたものの総和にオフセット値を加えた値を、ユニッ
トの伝達関数fの入力としたときの出力値である。入力
層26のユニット数(入力数)をm,中間層28のユニ
ット数をh,出力層30のユニット数(出力数)をqと
し、3層の階層型ニューロモデルの場合、入力層26の
第iユニットの出力をIi,入力層26の第iユニット
−中間層28の第jユニット間の荷重をWji,中間層
28の第jユニット−出力層30の第kユニット間の荷
重をVkj,中間層28の第jユニットのオフセットを
θj,出力層30の第kユニットのオフセットをγkと
すると、中間層28の第jユニットの出力値Hjは数2
7で求められ、出力層30の第kユニットの出力値Pk
は数28から求められる。
Further, in the neuro model evaluation section 42, when the output from each unit is the sum of the input to that unit and the load added with an offset value, the transfer function f of the unit is input. Is the output value of. Let m be the number of units (the number of inputs) of the input layer 26, h be the number of units of the intermediate layer 28, and q be the number of units (the number of outputs) of the output layer 30. The output of the i-th unit is Ii, the load between the i-th unit of the input layer 26 and the j-th unit of the intermediate layer 28 is Wji, the load between the j-th unit of the intermediate layer 28 and the k-th unit of the output layer 30 is Vkj, When the offset of the jth unit of the intermediate layer 28 is θj and the offset of the kth unit of the output layer 30 is γk, the output value Hj of the jth unit of the intermediate layer 28 is
7, the output value Pk of the k-th unit of the output layer 30
Is calculated from Eq.

【0063】[0063]

【数27】 [Equation 27]

【0064】[0064]

【数28】 [Equation 28]

【0065】中間層28の第jユニットへの入力の総和
を求めるのに、加算がm−1回,乗算がm回,中間層2
8の第jユニットからの出力を求めるのに、加算が10
回,乗算が13回,除算が1回必要である。出力層30
の第kユニットへの入力の総和を求めるのに、加算がh
−1回,乗算がh回,出力層30の第kユニットからの
出力を求めるのに、加算が10回,乗算が13回,除算
が1回必要である。したがって、ここで、加算に必要な
クロック数をAc,減算に必要なクロック数をSc,乗
算に必要なクロック数をMc,除算に必要なクロック数
をDcとすると、ニューロ演算に必要な演算クロック数
Ncは数29によって表される。
To obtain the sum of the inputs to the j-th unit of the hidden layer 28, the addition is performed m-1 times, the multiplication is performed m times, and the hidden layer 2 is used.
To obtain the output from the j-th unit of 8
1 times, 13 times multiplication and 1 time division are required. Output layer 30
Summation of the inputs to the k-th unit of
−1 times, multiplication is performed h times, addition 10 times, multiplication 13 times, and division 1 are required to obtain the output from the k-th unit of the output layer 30. Therefore, assuming that the number of clocks required for addition is Ac, the number of clocks required for subtraction is Sc, the number of clocks required for multiplication is Mc, and the number of clocks required for division is Dc, the operation clocks required for neuro computation are The number Nc is represented by the number 29.

【0066】[0066]

【数29】 [Equation 29]

【0067】さらに、ニューロファジィモデルの場合に
は、ニューロモデルやファジィモデルの場合と同様の方
法で算出できる。なお、学習回数はファジィモデル,ニ
ューロモデルおよびニューロファジィモデルについて、
それぞれ数13の値の変化分Δεが、予め設定したδよ
りも小さくなった時点で学習を終了し、その時点までに
学習した回数をカウントすることで定義できる。
Further, in the case of the neuro-fuzzy model, it can be calculated by the same method as in the case of the neuro-model or the fuzzy model. The number of learnings is as follows for fuzzy model, neuro model and neuro fuzzy model.
It can be defined by terminating the learning when the change Δε in the value of the equation 13 becomes smaller than the preset δ and counting the number of learnings up to that time.

【0068】次に、各モデルのモデリング結果を評価す
る処理について述べる。ファジィモデル評価部40の場
合には、誤差計算部40aで計算した誤差と、記憶容量
計算部40bで計算した記憶容量と、学習速度計算部4
0cで計算した学習速度と、演算速度計算部40dで計
算した結果とを、ファジィモデリング結果記憶用メモリ
46に保持する。ニューロモデル評価部42の場合に
は、誤差計算部42aで計算した誤差と、記憶容量計算
部42bで計算した記憶容量と、学習速度計算部42c
で計算した学習速度と、演算速度計算部42dで計算し
た結果とを、ニューロモデリング結果記憶用メモリ48
に保持する。また、ニューロファジィモデル44の場合
には、誤差計算部44aで計算した誤差と、記憶容量計
算部44bで計算した記憶容量と、学習速度計算部44
cで計算した学習速度と、演算速度計算部44dで計算
した結果とを、ニューロファジィモデリング結果記憶用
メモリ50に保持する。
Next, the process of evaluating the modeling result of each model will be described. In the case of the fuzzy model evaluation unit 40, the error calculated by the error calculation unit 40a, the storage capacity calculated by the storage capacity calculation unit 40b, and the learning speed calculation unit 4
The learning speed calculated at 0c and the result calculated at the calculation speed calculation unit 40d are held in the fuzzy modeling result storage memory 46. In the case of the neuro model evaluation unit 42, the error calculated by the error calculation unit 42a, the storage capacity calculated by the storage capacity calculation unit 42b, and the learning speed calculation unit 42c.
The learning speed calculated in the above and the result calculated in the calculation speed calculation unit 42d are stored in the neuro modeling result storage memory 48.
Hold on. In the case of the neuro-fuzzy model 44, the error calculated by the error calculation unit 44a, the storage capacity calculated by the storage capacity calculation unit 44b, and the learning speed calculation unit 44
The learning speed calculated in c and the result calculated in the calculation speed calculation unit 44d are held in the memory 50 for storing the neuro-fuzzy modeling result.

【0069】そして、ファジィモデリング結果記憶用メ
モリ46,ニューロモデリング結果記憶用メモリ48お
よびニューロファジィモデリング結果記憶用メモリ50
のそれぞれの出力は、選好最適モデル決定支援部52に
送られる。選好最適モデル決定支援部52の選好最適モ
デルを決定する手法として、たとえばAICやMPLP
のうちAICの情報量基準を用いる。AICは記憶容量
と誤差から総合的にモデルの善し悪しを評価するための
指標の1つで、数30で定義される。
Then, the fuzzy modeling result storage memory 46, the neuromodeling result storage memory 48, and the neurofuzzy modeling result storage memory 50.
The respective outputs of the above are sent to the preference optimal model determination support unit 52. As a method for determining the preference optimum model of the preference optimum model determination support unit 52, for example, AIC or MPLP is used.
Among them, the information standard of AIC is used. AIC is one of the indexes for comprehensively evaluating whether the model is good or bad from the memory capacity and the error, and is defined by Equation 30.

【0070】[0070]

【数30】 [Equation 30]

【0071】ここで、Nはモデリングに用いたデータ
数,εi 2 はモデル出力値と出力データ値との2乗誤差
である。数30の第1項は誤差2乗和からモデル自身の
悪さを表しており、第2項はパラメータ数の影響を加え
ている。モデルの近似性能がほぼ同じ場合には、第2項
のパラメータ数が作用して少数のパラメータを持つモデ
ルが選択されることになる。
Here, N is the number of data used for modeling, and ε i 2 is the squared error between the model output value and the output data value. The first term of Expression 30 represents the badness of the model itself from the sum of squared errors, and the second term adds the influence of the number of parameters. When the approximation performances of the models are almost the same, the number of parameters of the second term acts and a model having a small number of parameters is selected.

【0072】ファジィモデルの場合には、ファジィモデ
リング結果記憶メモリ46の内容を参照して、ファジィ
モデル情報量基準計算部54において、記憶容量と誤差
から情報量基準の値を計算する。次に、最適ファジィモ
デル決定部56では、情報量基準の値が最小のモデルを
最適モデルと決定し、その結果を最適ファジィモデル記
憶用メモリ58に保持する。
In the case of a fuzzy model, the fuzzy modeling result storage memory 46 is referred to, and the fuzzy model information amount reference calculation unit 54 calculates the information amount reference value from the storage capacity and the error. Next, the optimum fuzzy model determination unit 56 determines the model with the smallest value of the information amount reference as the optimum model, and holds the result in the optimum fuzzy model storage memory 58.

【0073】また、ニューロモデルの場合には、ニュー
ロモデリング結果記憶メモリ48の内容を参照して、ニ
ューロモデル情報量基準計算部60において、記憶容量
と誤差から情報量基準の値を計算する。次に、最適ニュ
ーロモデル決定部62では、情報量基準の値が最小のモ
デルを最適モデルと決定し、その結果を最適ニューロモ
デル記憶用メモリ64に保持する。
In the case of the neuro model, the neuro model information amount reference calculation unit 60 refers to the contents of the neuro modeling result storage memory 48 to calculate the information amount reference value from the storage capacity and the error. Next, the optimum neuro model determination unit 62 determines the model having the smallest value of the information amount reference as the optimum model, and holds the result in the optimum neuro model storage memory 64.

【0074】さらに、ニューロファジィモデリング結果
記憶メモリ50の内容を参照して、ニューロファジィモ
デル情報量基準計算部66において、記憶容量と誤差か
ら情報量基準の値を計算する。次に、最適ニューロファ
ジィモデル決定部68では、情報量基準の値が最小のモ
デルを最適モデルと決定し、その結果を最適ニューロフ
ァジィモデル記憶用メモリ70に保持する。
Further, with reference to the contents of the neuro-fuzzy modeling result storage memory 50, the neuro-fuzzy model information amount reference calculator 66 calculates the information amount reference value from the storage capacity and the error. Next, the optimal neuro-fuzzy model determination unit 68 determines the model with the minimum value of the information amount reference as the optimal model, and stores the result in the optimal neuro-fuzzy model storage memory 70.

【0075】最後に、複数評価項目の総合評価グラフ表
示部72では、最適ファジィモデル記憶用メモリ58,
最適ニューロモデル記憶用メモリ64および最適ニュー
ロファジィモデル記憶用メモリ70にそれぞれ保持され
た各モデル構造の最適モデルを、誤差,記憶容量,学習
速度,演算速度および学習回数の評価項目に基づいて、
図7に示すようなレーダーチャートに表示する。設計者
は、グラフ表示された結果に基づいて、各最適モデルの
中から設計者の有する選好基準に従って選好最適モデル
を決定する。なお、レーダーチャートの表示では、図形
が外方向に拡がっているものがモデルとして優れている
ことを表すものである。
Finally, in the comprehensive evaluation graph display section 72 for a plurality of evaluation items, the optimum fuzzy model storage memory 58,
Based on the evaluation items of the error, the storage capacity, the learning speed, the calculation speed, and the learning frequency, the optimum model of each model structure held in the optimum neuro model storage memory 64 and the optimum neuro fuzzy model storage memory 70,
It is displayed in a radar chart as shown in FIG. The designer determines a preferred optimal model from among the respective optimum models according to the preference criteria possessed by the designer based on the results displayed in the graph. It should be noted that in the display of the radar chart, the fact that the figure extends outward indicates that it is a good model.

【0076】なお、この実施例では、各モデル構造の最
適モデルを総合評価グラフ表示部72に表示したが、各
モデル構造の最適モデルから非劣モデルを抽出し、その
非劣モデルのみを総合評価グラフ表示部72に表示して
もよい。また、図8を参照して、他の実施例のニューロ
・ファジィモデル決定支援装置10´は、先の実施例の
ニューロ・ファジィモデル決定支援装置10の選好最適
モデル決定支援部52の代わりに、非劣モデル抽出部7
4および選好最適モデル決定支援部76を用いて構成し
たものである。選好最適モデル決定支援部76は、非劣
モデル記憶部78,評価項目座標指定部80,評価項目
座標系への非劣点射影表示部82,評価項目座標系での
制約条件指定部84,制約条件を満足しない非劣点除外
部86および非劣点の個数を表示する表示部88を含
む。
In this embodiment, the optimum model of each model structure is displayed on the comprehensive evaluation graph display section 72. However, a non-inferior model is extracted from the optimum model of each model structure and only the non-inferior model is comprehensively evaluated. You may display on the graph display part 72. Further, referring to FIG. 8, a neuro-fuzzy model decision support device 10 ′ according to another embodiment, instead of the preference optimum model decision support unit 52 of the neuro-fuzzy model decision support device 10 according to the previous embodiment, Non-inferior model extraction unit 7
4 and the preference optimal model determination support unit 76. The preference optimum model determination support unit 76 includes a non-inferior model storage unit 78, an evaluation item coordinate designating unit 80, a non-inferior point projection display unit 82 on the evaluation item coordinate system, a constraint condition designating unit 84 in the evaluation item coordinate system, a constraint. A non-inferior point exclusion unit 86 that does not satisfy the condition and a display unit 88 that displays the number of non-inferior points are included.

【0077】ニューロ・ファジィモデル決定支援装置1
0´における動作において、ファジィモデリング結果記
憶用メモリ46,ニューロモデリング結果記憶用メモリ
48およびニューロファジィモデリング結果記憶用メモ
リ50までの処理については、先の実施例と同様に処理
されるため、その説明は省略する。そして、ファジィモ
デリング結果記憶用メモリ46,ニューロモデリング結
果記憶用メモリ48およびニューロファジィモデリング
結果記憶用メモリ50からの出力は非劣モデル抽出部7
4に入力される。ここで、非劣モデルの概念を説明す
る。複数の実数値で表現される評価項目がn個あると
き、各モデルはn次元ベクトルで表現される。いま、2
つのモデル=(p1 ,p2 ,…,pn ),
(q1 ,q2 ,…,qn )に関し、全てのi=1,…,
nについて、数31と書くことにする。
Neuro-fuzzy model decision support device 1
In the operation at 0 ', the processing up to the fuzzy modeling result storage memory 46, the neuromodeling result storage memory 48, and the neurofuzzy modeling result storage memory 50 is performed in the same manner as in the previous embodiment, and therefore the description thereof is omitted. Is omitted. The outputs from the fuzzy modeling result storage memory 46, the neuromodeling result storage memory 48, and the neurofuzzy modeling result storage memory 50 are the non-inferior model extracting unit 7.
Input to 4. Here, the concept of the non-inferior model will be described. When there are n evaluation items represented by a plurality of real values, each model is represented by an n-dimensional vector. Now 2
Two models p = (p 1 , p 2 , ..., pn ), q =
For (q 1 , q 2 , ..., Q n ), all i = 1, ...,
For n, we will write the formula 31.

【0078】[0078]

【数31】 [Equation 31]

【0079】ファジィモデリング結果記憶用メモリ4
6,ニューロモデリング結果記憶用メモリ48およびニ
ューロファジィモデリング結果記憶用メモリ50に記憶
されたモデルの全てを、n個の評価項目を成分とするn
次元ベクトル(n次元空間Rn 内の点)で表現し、これ
らの全てのn次元ベクトル(モデル)からなる集合をM
とする。このとき、完全最適モデルと非劣モデルを以下
のように定義する。 (完全最適モデルの定義)モデル∈Mが全ての∈M
に対して、 o となるならば、 o は『完全最適モ
デル』である。 (非劣モデルの定義)モデル´∈Mに対し、´
(すなわち´かつ´)なる∈Mが存在し
ないとき、´は非劣モデルである。
Memory 4 for storing fuzzy modeling result
6. All of the models stored in the neuromodeling result storage memory 48 and the neurofuzzy modeling result storage memory 50 have n evaluation items as components.
A set of all n-dimensional vectors (models) represented by a dimensional vector (points in the n-dimensional space R n ) is M
And At this time, the perfect optimal model and the non-inferior model are defined as follows. (Definition of Perfect Optimal Model) The model p ∈ M is all p ∈ M
On the other hand, if p op , then p o is a "perfect optimal model". (Definition of non-dominated model) to the model p'∈M, p <p '
(I.e. pp 'and pp') when it becomes p ∈M absence, p 'is a non-dominated model.

【0080】この定義を用いて非劣モデル候補集合Mか
ら非劣モデル集合Nを次のようにして生成する。まず、
完全最適モデルの定義を用いて非劣モデル候補集合Mの
中に完全最適モデル o ∈Mが存在するか否かを調べ
る。完全最適モデル o が存在する場合には、これを選
好最適モデルとして採用し、全体の処理を終了する。一
方、完全最適モデル o が存在しない場合(ほとんどの
場合はこのケースに相当する)は、図9に示す手順で非
劣モデル集合を抽出する。まず、ステップS1におい
て、非劣モデル候補集合Mの要素数を調べ、要素数≦0
であれば終了する。要素数>0であれば、ステップS3
において、非劣モデル候補集合Mの中から非劣モデルの
候補 j を1個とってくる。このとき j をMから除外
する。そして、ステップS5において、この j と、非
劣モデル候補集合Mに含まれる全ての要素すなわち他の
全ての要素すなわち他の全ての非劣モデル候補と比較す
る。そして、ステップS7において、 j より優れたモ
デルベクトルp∈M(すなわち j かつ j
が存在した場合には、ステップS9において、 j は非
劣モデルではないので棄却する。 j より優れたモデル
∈Mが存在しない場合には、定義より j は非劣モデ
ルなので、ステップS11において j を非劣モデル集
合Nの要素として加える。この処理を非劣モデル候補集
合Mの要素がなくなるまで続けると、非劣モデル候補集
合Mからもれなく全ての非劣モデルを抽出することがで
き、これらは全て集合Nに含まれる。
Using this definition, the non-inferior model set N is generated from the non-inferior model candidate set M as follows. First,
Using the definition of the perfect optimum model, it is checked whether or not the perfect optimum model p o εM exists in the non-inferior model candidate set M. If the perfect optimal model p o exists, this is adopted as the preferred optimal model, and the whole process is terminated. On the other hand, when the perfect optimal model p o does not exist (which corresponds to this case in most cases), the non-inferior model set is extracted by the procedure shown in FIG. First, in step S1, the number of elements of the non-inferior model candidate set M is checked, and the number of elements ≦ 0
If so, end. If the number of elements> 0, step S3
In, one non-inferior model candidate p j is taken from the non-inferior model candidate set M. At this time, p j is excluded from M. Then, in step S5, this p j is compared with all the elements included in the non-inferior model candidate set M, that is, all other elements, that is, all other non-inferior model candidates. Then, in step S7, a model vector pεM superior to p j (that is, pp j and pp j )
Is present, in step S9, p j is not a non-inferior model and is rejected. better model than p j
If the p ∈M does not exist, since p j is a non-dominated model by definition, is added p j as elements of nondominated model set N in step S11. If this process is continued until there are no elements in the non-inferior model candidate set M, all non-inferior models can be extracted from the non-inferior model candidate set M, and all of them are included in the set N.

【0081】そして、非劣モデル抽出部74からの出力
は情報量基準を導入しない選好最適モデル決定支援部7
6の非劣モデル記憶部78に与えられる。なお、ここ
で、ニューロ・ファジィモデル決定支援装置10´のモ
デル評価項目を4つとし、それぞれをp1:評価用デー
タによる誤差,p2:記憶容量,p3:実行時演算時間
およびp4:学習時間とする。また、非劣モデルの抽出
の結果、非劣モデル記憶部78に非劣ファジィモデルが
5個,非劣ニューロモデルが3個,非劣ニューロファジ
ィモデルが4個の計12個の非劣モデルが記憶されてい
るものとする。これを選好最適モデル候補として、この
中から設計者の有する選好基準に従って唯一の選好最適
モデルを決定することを考える。
The output from the non-inferior model extraction unit 74 is the preference optimum model determination support unit 7 which does not introduce the information amount criterion.
6 to the non-inferior model storage unit 78. Note that, here, there are four model evaluation items of the neuro-fuzzy model determination support device 10 ', and p1: error due to evaluation data, p2: storage capacity, p3: execution time calculation time, and p4: learning time, respectively. To do. Further, as a result of extracting the non-inferior model, a total of 12 non-inferior models including five non-inferior fuzzy models, three non-inferior neuro models, and four non-inferior neuro-fuzzy models are stored in the non-inferior model storage unit 78. It is assumed to be remembered. Considering this as a candidate for the optimal preference model, the only optimal preference model is determined from the candidates according to the preference criteria of the designer.

【0082】まず、設計者は、評価項目p1〜p4のう
ち、重要と思う評価項目を順に2つ選択する。これは評
価項目座標指定部80で提供するたとえばマウスまたは
キーボードとディスプレイなどからなるメニュー選択手
段を用いて行われ、評価項目座標として表される。ここ
で、設計者はp1(評価用データによる誤差)とp2
(記憶容量)を選択したとする。非劣点射影表示部82
では、図10に示すように、12個の非劣モデル(4次
元の点)を選択された2つの評価項目座標系へ非劣点と
して射影して表示する。また、この実施例では、非劣点
射影表示部82の上方に表示部88が設けられ、表示部
88には、12個の選好最適モデル候補のうち、この2
つの制約条件を満足している非劣モデルすなわち非劣点
の数が動的に表示されていく。このことによって、元々
の非劣モデルの数が非常に多い場合でも、指定した制約
条件とこれを満足する選好最適モデルの候補数との関係
や制約値を微小に変動させた場合の選好最適モデル候補
数に関する感度などを知ることができる。
First, the designer sequentially selects two evaluation items that are considered important from the evaluation items p1 to p4. This is performed by using the menu selection means provided by the evaluation item coordinate designating unit 80, such as a mouse or a keyboard and a display, and is represented as evaluation item coordinates. Here, the designer has p1 (error due to evaluation data) and p2
Suppose that (storage capacity) is selected. Non-inferior point projection display unit 82
Then, as shown in FIG. 10, 12 non-inferior models (four-dimensional points) are projected and displayed as non-inferior points on the selected two evaluation item coordinate systems. In addition, in this embodiment, a display unit 88 is provided above the non-inferior point projection display unit 82, and the display unit 88 displays two of the 12 optimal preference model candidates.
The number of non-inferior models, that is, non-inferior points, that satisfy one of the constraints is dynamically displayed. As a result, even if the number of original non-inferior models is very large, the relation between the specified constraint conditions and the number of candidates for the optimal preference model that satisfy this condition, and the optimal preference model when the constraint value is slightly changed. It is possible to know the sensitivity regarding the number of candidates.

【0083】次に、設計者は、当面、この2つの評価項
目p1およびp2のみに着目して、モデル候補の数を絞
り込む。そのための手段として、評価項目値に対する上
限値を選好最適モデルに関する制約条件として対話的に
設定し、選好最適モデルの候補を絞り込むことを考え
る。図11にはこの対話的な過程を示しており、設計者
は評価項目座標系での制約条件指定部84で提供されて
いるマウスおよび表示手段を用いて、p1軸上でp1の
値、すなわち評価用データによる誤差の値が許容できる
限界値p1maxを対話的に指定する。同様に、記憶容
量p2に関する限界値p2maxを指定する。非劣点除
外部86では、指定された制約条件を満たさない非劣モ
デルを棄却する。図12は、このようにして指定された
p1とp2に関する制約条件を満足する選好最適モデル
のみを示したものであり、この例では制約を満足する非
劣モデルは5個に絞り込まれている。
Next, the designer, for the time being, focuses only on these two evaluation items p1 and p2 and narrows down the number of model candidates. As a means for that, it is considered that the upper limit value with respect to the evaluation item value is interactively set as a constraint condition regarding the preference optimal model and the candidates for the preference optimal model are narrowed down. FIG. 11 shows this interactive process, in which the designer uses the mouse and the display means provided in the constraint condition designating unit 84 in the evaluation item coordinate system, that is, the value of p1 on the p1 axis, that is, A limit value p1max at which an error value based on the evaluation data is allowable is interactively designated. Similarly, the limit value p2max regarding the storage capacity p2 is designated. The non-inferiority excluding unit 86 rejects the non-inferior model that does not satisfy the specified constraint condition. FIG. 12 shows only the preference optimal model satisfying the constraint conditions concerning p1 and p2 designated in this way, and in this example, the number of non-inferior models satisfying the constraint is narrowed down to five.

【0084】次に、設計者は別の評価項目を選択する。
すなわち、再び評価項目座標指定部82によって、今度
はp3(実行時演算時間)およびp4(学習時間)を設
計者が選択したとする。これを以前と同様に、評価項目
座標系への非劣点射影表示部84によって、p3−p4
平面に射影して表示したものが図13に示される。図1
3は、図11におけるのと同様、実行時演算時間p3に
関する上限値p3maxと学習時間p4に関する上限値
p4maxとを指定する過程を示している。この例で
は、最終的に非劣ニューロファジィモデル□6 のみがp
3とp4に関する制約条件を満足し、設計者の選好基準
に基づく選好最適モデルとなる。図14にこの選好最適
モデルが示されている。
Next, the designer selects another evaluation item.
That is, it is assumed that the designer again selects p3 (run time calculation time) and p4 (learning time) by the evaluation item coordinate designating unit 82. In the same way as before, the non-inferior point projection display unit 84 on the evaluation item coordinate system displays p3-p4.
FIG. 13 shows what is projected and displayed on a plane. Figure 1
Similarly to FIG. 11, 3 indicates a process of designating the upper limit value p3max regarding the runtime calculation time p3 and the upper limit value p4max regarding the learning time p4. In this example, finally only the non-inferior neurofuzzy model □ 6 is p
Satisfying the constraint conditions regarding 3 and p4, it becomes a preference optimal model based on the designer's preference criteria. FIG. 14 shows this preference optimum model.

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

【図1】この発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】ファジィモデルの前件部のメンバシップ関数を
示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a membership function of an antecedent part of a fuzzy model.

【図3】ニューロモデルの構造例を示す図解図である。FIG. 3 is an illustrative view showing a structural example of a neuro model.

【図4】ニューロファジィモデルの構造例を示す図解図
である。
FIG. 4 is an illustrative view showing a structural example of a neuro-fuzzy model.

【図5】ファジィモデリングで必要となるファジィ知識
の構造体および変数を示す図解図である。
FIG. 5 is an illustrative view showing a structure and variables of fuzzy knowledge necessary for fuzzy modeling.

【図6】ニューロモデリングで必要となる変数を示す図
解図である。
FIG. 6 is an illustrative view showing variables necessary for neuromodeling.

【図7】各モデル構造の最適モデルを評価項目に基づい
て示すレーダーチャートである。
FIG. 7 is a radar chart showing an optimum model of each model structure based on evaluation items.

【図8】この発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図9】非劣モデル抽出部における動作を示すフロー図
である。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the non-inferior model extraction unit.

【図10】12個の非劣モデルを2つの評価項目座標系
へ射影した状態を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a state in which 12 non-inferior models are projected onto two evaluation item coordinate systems.

【図11】2つの評価項目p1とp2のみに着目して選
好最適モデル候補の数を絞り込む過程を示すグラフであ
る。
FIG. 11 is a graph showing a process of narrowing down the number of preference optimal model candidates by focusing on only two evaluation items p1 and p2.

【図12】評価項目p1とp2に関する制約条件を満足
する選好最適モデルのみを示したグラフである。
FIG. 12 is a graph showing only the preference optimal model that satisfies the constraint condition regarding the evaluation items p1 and p2.

【図13】2つの評価項目p3とp4のみに着目して選
好最適モデル候補の数を絞り込む過程を示すグラフであ
る。
FIG. 13 is a graph showing a process of narrowing down the number of preference optimum model candidates by focusing on only two evaluation items p3 and p4.

【図14】選好最適モデルを示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing a preference optimal model.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10´ …ニューロ・ファジィモデル決定支援装
置 12 …入出力データメモリ 14 …ファジィモデル構造パラメータ指定部 16 …ニューロモデル構造パラメータ指定部 18 …ニューロファジィモデル構造パラメータ指定部 20 …自動ファジィモデリング部 22 …自動ニューロモデリング部 24 …自動ニューロファジィモデリング部 40 …ファジィモデル評価部 42 …ニューロモデル評価部 44 …ニューロファジィモデル評価部 46 …ファジィモデリング結果記憶用メモリ 48 …ニューロモデリング結果記憶用メモリ 50 …ニューロファジィモデリング結果記憶用メモリ 54 …ファジィモデル情報量基準計算部 56 …最適ファジィモデル決定部 60 …ニューロモデル情報量基準計算部 62 …最適ニューロモデル決定部 66 …ニューロファジィモデル情報量基準計算部 68 …最適ニューロファジィモデル決定部 74 …非劣モデル抽出部
10, 10 '... Neuro-fuzzy model determination support device 12 ... Input / output data memory 14 ... Fuzzy model structure parameter designation unit 16 ... Neuro model structure parameter designation unit 18 ... Neuro fuzzy model structure parameter designation unit 20 ... Automatic fuzzy modeling unit 22 ... automatic neuro-modeling section 24 ... automatic neuro-fuzzy modeling section 40 ... fuzzy model evaluation section 42 ... neuro-model evaluation section 44 ... neuro-fuzzy model evaluation section 46 ... fuzzy modeling result storage memory 48 ... neuro-modeling result storage memory 50 ... neuro Memory for storing fuzzy modeling results 54 ... Fuzzy model information amount reference calculation unit 56 ... Optimal fuzzy model determination unit 60 ... Neuro model information amount reference calculation unit 62 ... Optimal neuro model determination Part 66 ... Neuro-fuzzy model information amount reference calculation part 68 ... Optimal neuro-fuzzy model determination part 74 ... Non-inferior model extraction part

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年1月7日[Submission date] January 7, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項1[Name of item to be corrected] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、入出力デ
ータを保持する入出力データメモリ、ファジィ構造,ニ
ューロ構造およびニューロファジィ構造のそれぞれの構
造パラメータ設定する構造パラメータ設定手段、構造パ
ラメータ設定手段によって設定された各構造ついて入出
力データに対する最適パラメータを決定する自動モデリ
ング手段、自動モデリング手段によって得られたモデル
をそれぞれ所定の評価項目について計算する評価手段、
評価手段によって計算した結果をそれぞれ保持する結果
記憶メモリ、結果記憶メモリの内容を参照してモデルに
ついて所定の情報量基準を計算する情報量基準計算手
段、および情報量基準計算手段の計算結果に基づいて、
最適ファジィモデル,最適ニューロモデルおよび最適ニ
ューロファジィモデルを決定する最適モデル決定手段を
備える、ニューロ・ファジィモデル決定支援装置であ
る。
A first aspect of the present invention is an input / output data memory for holding input / output data, a fuzzy structure, a neuro structure and a structure parameter setting means for setting respective structure parameters of the neuro fuzzy structure. Automatic modeling means for determining optimum parameters for input / output data for each structure set by the means, evaluation means for calculating a model obtained by the automatic modeling means for each predetermined evaluation item,
Result storage memory for storing results of calculation by the evaluation unit, respectively, the calculation result of the result of referring to the contents of the storage memory you calculate predetermined information criterion for model information criterion calculation means, and the information criterion calculation means On the basis of,
A neuro-fuzzy model decision support device comprising an optimum fuzzy model, an optimum neuro model, and an optimum model decision means for deciding the optimum neuro fuzzy model.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0007】第1発明の情報量基準計算手段は、ファジ
ィモデル,ニューロモデルおよびニューロファジィモデ
について情報量基準値を計算し、それに基づいて決定
手段が、最適ファジィモデル,最適ニューロモデルおよ
び最適ニューロファジィモデルを決定する。好ましく
は、評価表示手段が、それぞれの最適モデルについて、
たとえばレーダチャート形式で、総合評価を表示する。
したがって、設計者はそれを見て、どのモデルを採用す
るか決定すればよい。
The information amount reference calculation means of the first invention is a fuzzy
Model, neuro model and neuro fuzzy model
The information standard value is calculated for each of the parameters, and the determining means determines the optimum fuzzy model, the optimum neuro model, and the optimum neuro fuzzy model based on the calculated information standard value. Preferably, the evaluation display means, for each optimal model,
For example, the comprehensive evaluation is displayed in a radar chart format.
Therefore, the designer may look at it and decide which model to adopt.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】次いで、自動ニューロモデリング部22の
アルゴリズムを説明する。ニューロモデルは、モデルを
構成するユニットの結合の仕方によって種々のモデルが
提唱されているが、ここでは図3に示すような一般的に
よく知られている階層構造のモデルのうち、入力層26
と中間層28と出力層30とからなる3層のニューロモ
デルすなわち階層型3層構造のニューロモデルについて
説明する。このニューロモデルでは、たとえば誤差逆伝
搬法(バック・プロパゲーション)に基づいて、数9の
誤差を減少させる方向で、数10および数11に従って
ネットワークの荷重係数を変更する。
Next, the algorithm of the automatic neuromodeling unit 22 will be described. As the neuro model, various models have been proposed depending on the way in which the units that make up the model are connected. Here, among the generally well-known hierarchical structure models shown in FIG. 3, the input layer 26
A three-layer neuro model including the intermediate layer 28 and the output layer 30, that is, a neuro model having a hierarchical three-layer structure will be described. In this neuro-model, for example, error reverse transfer
Based on the carrying method (back propagation) , the weighting factor of the network is changed according to equations (10) and (11 ) in the direction of reducing the error of equation ( 9 ) .

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0039[Correction target item name] 0039

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0039】まず、ファジィモデル評価部40におい
て、ファジィモデリングで必要となるファジィ知識の構
造体および変数を図5に示す。図5では、メンバシップ
関数,前件部ファジィ集合,ファジィルールの構造体お
よび推論結果を格納する変数,推論に必要な入力数,出
力数およびルール数などの変数が定義されている。1つ
のメンバシップ関数に必要な構造体のバイト数は8バイ
ト,1つの前件部ファジィ集合に必要な構造体のバイト
数は14バイト,1つのファジィルールに必要な構造体
のバイト数は(2・m+4・+4)バイト(ただし、
mは入力数、qは出力数である),1つの推論出力値を
格納するのに必要なバイト数は4バイト、および入力
数,出力数およびルール数を格納するのに必要なバイト
数は6バイトとなる。メンバシップ関数の総数を数14
とし、ファジィルールの総数を数15とすると、実行時
に必要となるファジィ知識の記憶容量Feは数16で求
まる。
First, in the fuzzy model evaluation section 40, the structure and variables of fuzzy knowledge necessary for fuzzy modeling are shown in FIG. In FIG. 5, variables such as membership functions, fuzzy sets of antecedent parts, structures of fuzzy rules and variables for storing inference results, the number of inputs necessary for inference, the number of outputs, and the number of rules are defined. The number of bytes of the structure required for one membership function is 8 bytes, the number of bytes of the structure required for one antecedent part fuzzy set is 14 bytes, and the number of bytes of the structure required for one fuzzy rule is ( 2 ・ m + 4 ・q +4) bytes (however,
m is the number of inputs, q is the number of outputs) , the number of bytes required to store one inference output value is 4 bytes, and the number of bytes required to store the number of inputs, outputs and rules is It will be 6 bytes. The total number of membership functions is 14
Assuming that the total number of fuzzy rules is 15, the storage capacity Fe of the fuzzy knowledge required at the time of execution can be obtained by the formula 16.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0049[Correction target item name] 0049

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0049】また、ニューロファジィモデル評価部44
においては、上述のニューロモデルやファジィモデルの
場合と同様の方法で算出できる。このようにして算出さ
れた各モデルの知識記憶容量(Fs,Ns)に各モデル
の処理に必要なプログラム容量を加えることによって記
憶容量は計算される。次いで、学習速度計算部40c,
42cおよび44cでそれぞれ計算される学習速度に関
しては、ニューロ演算やファジィ推論の1学習当たりに
必要な加算,減算,乗算および除算回数の各演算回数を
求める。求めた各演算回数と各演算に必要なCPUの命
令クロック数とを掛け合わせることによって速度を計算
する。この作業を所定回数繰り返して速度の平均値をと
り、この平均値をもって学習速度とする。このようにし
て、数13の値の変化分Δεが設定値に到達して、学習
が終了するまでに必要な学習速度を算出できる。なお、
ファジィモデル,ニューロモデルおよびニューロファジ
ィモデルのいずれについても同様の方法で算出できる。
Further, the neuro-fuzzy model evaluation unit 44
Can be calculated in the same manner as in the case of the above-mentioned neuro model or fuzzy model. Calculated in this way
Each model is added to the knowledge storage capacity (Fs, Ns) of each model
By adding the program capacity required for processing
Storage capacity is calculated. Next, the learning speed calculation unit 40c,
With respect to the learning speeds calculated by 42c and 44c, the number of times of addition, subtraction, multiplication and division required for each learning of the neuro operation and fuzzy inference is calculated. The speed is calculated by multiplying the calculated number of operations and the number of CPU instruction clocks required for each operation. This operation is repeated a predetermined number of times to obtain an average value of speeds, and this average value is used as the learning speed. In this way, it is possible to calculate the learning speed required until the learning is completed when the variation Δε of the value of Expression 13 reaches the set value. In addition,
The same method can be applied to any of the fuzzy model, the neuro model, and the neuro fuzzy model.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0069[Correction target item name] 0069

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0069】そして、ファジィモデリング結果記憶用メ
モリ46,ニューロモデリング結果記憶用メモリ48お
よびニューロファジィモデリング結果記憶用メモリ50
のそれぞれの出力は、選好最適モデル決定支援部52に
送られる。選好最適モデル決定支援部52の選好最適モ
デルを決定する手法として、たとえばAICやMLP
のうちAICの情報量基準を用いる。AICは記憶容量
と誤差から総合的にモデルの善し悪しを評価するための
指標の1つで、数30で定義される。
Then, the fuzzy modeling result storage memory 46, the neuromodeling result storage memory 48, and the neurofuzzy modeling result storage memory 50.
The respective outputs of the above are sent to the preference optimal model determination support unit 52. As a method of determining the preference optimal model preferences optimal model determination supporting unit 52, for example, AIC and M D LP
Among them, the information standard of AIC is used. AIC is one of the indexes for comprehensively evaluating whether the model is good or bad from the memory capacity and the error, and is defined by Equation 30.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入出力データを保持する入出力データメモ
リ、 ファジィ構造,ニューロ構造およびニューロファジィ構
造のそれぞれの構造パラメータを設定する構造パラメー
タ設定手段、 前記構造パラメータ設定手段によって設定された各構造
ついて前記入出力データに対する最適パラメータを決定
する自動モデリング手段、 前記自動モデリング手段によって得られたモデルをそれ
ぞれ所定の評価項目について計算する評価手段、 前記評価手段によって計算した結果をそれぞれ保持する
結果記憶メモリ、 前記結果記憶メモリの内容を参照して前記モデルについ
て所定の情報量基準を計算するする情報量基準計算手
段、および前記情報量基準計算手段の計算結果に基づい
て最適ファジィモデル,最適ニューロモデルおよび最適
ニューロファジィモデルを決定する最適モデル決定手段
を備える、ニューロ・ファジィモデル決定支援装置。
1. An input / output data memory for holding input / output data, a fuzzy structure, a neuro structure and a structure parameter setting means for setting respective structure parameters of the neuro fuzzy structure, and each structure set by the structure parameter setting means. Automatic modeling means for determining optimum parameters for the input / output data, evaluation means for calculating a model obtained by the automatic modeling means for each predetermined evaluation item, result storage memory for holding results calculated by the evaluation means, respectively An information amount reference calculation means for calculating a predetermined information amount reference for the model by referring to the contents of the result storage memory, and an optimum fuzzy model, an optimum neuro model and an optimum information calculation method based on the calculation result of the information amount reference calculation means. Neurofuzz Provided the best model determining means for determining a model, Neuro-Fuzzy Model determination assisting device.
【請求項2】前記最適ファジィモデル,最適ニューロモ
デルおよび最適ニューロファジィモデルについて評価項
目を表示する評価表示手段を備える、請求項1記載のニ
ューロ・ファジィモデル決定支援装置。
2. The neuro-fuzzy model decision support device according to claim 1, further comprising evaluation display means for displaying evaluation items for said optimum fuzzy model, optimum neuro model and optimum neuro fuzzy model.
【請求項3】入出力データを保持する入出力データメモ
リ、 ファジィ構造,ニューロ構造およびニューロファジィ構
造のそれぞれの構造パラメータを設定する構造パラメー
タ設定手段、 前記構造パラメータ設定手段によって設定された各構造
ついて前記入出力データに対する最適パラメータを決定
する自動モデリング手段、 前記自動モデリング手段によって得られたモデルをそれ
ぞれ所定の評価項目について計算する評価手段、 前記評価手段によって計算した結果をそれぞれ保持する
結果記憶メモリ、および前記結果記憶メモリの内容を参
照して複数の非劣モデルを抽出する抽出手段を備える、
ニューロ・ファジィモデル決定支援装置。
3. An input / output data memory for holding input / output data, a fuzzy structure, a neuro structure, and a structure parameter setting means for setting respective structure parameters of the neuro fuzzy structure, and each structure set by the structure parameter setting means. Automatic modeling means for determining optimum parameters for the input / output data, evaluation means for calculating a model obtained by the automatic modeling means for each predetermined evaluation item, result storage memory for holding results calculated by the evaluation means, respectively And extraction means for extracting a plurality of non-inferior models with reference to the contents of the result storage memory,
Neuro-fuzzy model decision support device.
【請求項4】前記複数の非劣モデルの中から選好最適モ
デルを決定するために対話的に支援する支援手段をさら
に備える、請求項3記載のニューロ・ファジィモデル決
定支援装置。
4. The neuro-fuzzy model determination support device according to claim 3, further comprising a support means for supporting interactively to determine a preference optimum model from the plurality of non-inferior models.
【請求項5】前記支援手段は、前記複数の非劣モデルに
ついて複数の評価項目座標のうち重要度の高い評価項目
を順に選択する評価項目座標指定手段、選択された評価
項目座標系に各非劣点を射影して表示する非劣点射影表
示手段、前記選択された評価項目座標系上で特定の評価
項目値を制約条件として指定するための制約条件指定手
段、前記制約条件指定手段で指定された前記特定の評価
項目値を満足しない非劣点を自動的に除外する非劣点除
外手段、および前記特定の評価項目値を満足する非劣点
の個数を表示する表示手段を含む、請求項4記載のニュ
ーロ・ファジィモデル決定支援装置。
5. The support means is an evaluation item coordinate designating means for sequentially selecting an evaluation item having a high degree of importance among a plurality of evaluation item coordinates for the plurality of non-inferior models, and each of the non-inferior models is assigned to the selected evaluation item coordinate system. Non-inferior point projection display means for projecting and displaying inferior points, constraint condition designating means for designating specific evaluation item values as constraint conditions on the selected evaluation item coordinate system, and the constraint condition designating means. A non-inferior point excluding means for automatically excluding non-inferior points not satisfying the specified evaluation item value, and a display means for displaying the number of non-inferior points satisfying the specific evaluation item value, Item 4. The neuro-fuzzy model decision support device according to item 4.
JP3271545A 1991-10-18 1991-10-18 Back-up device for decision of neuro-fuzzy model Pending JPH05108357A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3271545A JPH05108357A (en) 1991-10-18 1991-10-18 Back-up device for decision of neuro-fuzzy model

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3271545A JPH05108357A (en) 1991-10-18 1991-10-18 Back-up device for decision of neuro-fuzzy model

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05108357A true JPH05108357A (en) 1993-04-30

Family

ID=17501562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3271545A Pending JPH05108357A (en) 1991-10-18 1991-10-18 Back-up device for decision of neuro-fuzzy model

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05108357A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003534590A (en) * 2000-05-19 2003-11-18 ウエストファリア セパレイター インダストリー ゲーエムベーハー Method for controlling a machine and information system for operating the machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003534590A (en) * 2000-05-19 2003-11-18 ウエストファリア セパレイター インダストリー ゲーエムベーハー Method for controlling a machine and information system for operating the machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Peng et al. Pythagorean fuzzy set: state of the art and future directions
Otto et al. Trade-off strategies in engineering design
Lin et al. An ordinal optimization theory-based algorithm for solving the optimal power flow problem with discrete control variables
Evsukoff et al. Structure identification and parameter optimization for non-linear fuzzy modeling
US20080104000A1 (en) Determining Utility Functions from Ordinal Rankings
Aghaei Pour et al. Surrogate assisted interactive multiobjective optimization in energy system design of buildings
Cervellera et al. Neural network and regression spline value function approximations for stochastic dynamic programming
US5768479A (en) Circuit layout technique with template-driven placement using fuzzy logic
CN112184391A (en) Recommendation model training method, medium, electronic device and recommendation model
Gautam et al. A novel moving average forecasting approach using fuzzy time series data set
Agbodah The determination of three-way decisions with decision-theoretic rough sets considering the loss function evaluated by multiple experts
Xiong et al. Building similarity metrics reflecting utility in case-based reasoning
Kumar et al. Hybrid NSGA-II based decision-making in fuzzy multi-objective reliability optimization problem
JPH05108357A (en) Back-up device for decision of neuro-fuzzy model
CN114662009B (en) Graph convolution-based industrial internet factory collaborative recommendation method
Valdez et al. A meta-heuristic for topology optimization using probabilistic learning
JP3056324B2 (en) Learning / recalling method and device
JP2022063864A (en) Device for automating machine learning and machine learning automating method
Joshi et al. The use of neural networks to support" intelligent" scientific computing
US6735577B2 (en) Method and apparatus for automatic search for relevant picture data sets
CN113065321B (en) User behavior prediction method and system based on LSTM model and hypergraph
Touil et al. Fuzzy rough total weighted tardiness flow shop scheduling model with Hurwicz criterion
Chaini et al. Interval Neutrosophic Multicriteria Decision Making by TODIM Method
US20240028797A1 (en) Material selection for designing a manufacturing product
Huang et al. Branch Ranking for Efficient Mixed-Integer Programming via Offline Ranking-Based Policy Learning

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010605