JPH05119852A - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
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- JPH05119852A JPH05119852A JP3277566A JP27756691A JPH05119852A JP H05119852 A JPH05119852 A JP H05119852A JP 3277566 A JP3277566 A JP 3277566A JP 27756691 A JP27756691 A JP 27756691A JP H05119852 A JPH05119852 A JP H05119852A
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- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】操作量を求める時間を短縮して、装置全体の応
答速度を上げる。 【構成】ＣＰＵ１００は、検知された状態量の適合度を
ＳＲＡＭ１２０に記憶されている状態量のメンバーシッ
プ関数１０２，１０３に基づき算出する機能、算出され
た適合度に基づき、所定の演算によりＳＲＡＭ１２０に
記憶されているファジー規則１０１内の各規則の推論結
果を求める機能、そして、求められた各規則の推論結果
に基づいて操作量を算出する機能を有する。また、ＣＰ
Ｕ１００は、メンバーシップ関数１０２，１０３、ある
いはファジー規則１０１を、Ａ／Ｄ変換器１０９，１１
２を介して得られる状態量、または操作量に応じて書き
換える。Ａ／Ｄ変換器１０９，１１２は、それぞれ出力
電圧検出部１０８、負荷電流検出部１１１からのアナロ
グ信号をデイジタル信号に変換して、ＣＰＵ１００に伝
える。また、テーブルメモリ１１３は、ＣＰＵ１００で
の計算結果を格納するメモリであり、メモリ内容の書き
換えは、制御系システムが動作していないときに行な
う。
答速度を上げる。 【構成】ＣＰＵ１００は、検知された状態量の適合度を
ＳＲＡＭ１２０に記憶されている状態量のメンバーシッ
プ関数１０２，１０３に基づき算出する機能、算出され
た適合度に基づき、所定の演算によりＳＲＡＭ１２０に
記憶されているファジー規則１０１内の各規則の推論結
果を求める機能、そして、求められた各規則の推論結果
に基づいて操作量を算出する機能を有する。また、ＣＰ
Ｕ１００は、メンバーシップ関数１０２，１０３、ある
いはファジー規則１０１を、Ａ／Ｄ変換器１０９，１１
２を介して得られる状態量、または操作量に応じて書き
換える。Ａ／Ｄ変換器１０９，１１２は、それぞれ出力
電圧検出部１０８、負荷電流検出部１１１からのアナロ
グ信号をデイジタル信号に変換して、ＣＰＵ１００に伝
える。また、テーブルメモリ１１３は、ＣＰＵ１００で
の計算結果を格納するメモリであり、メモリ内容の書き
換えは、制御系システムが動作していないときに行な
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はファジー制御を利用した
制御装置に関するものである。
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の制御装置、例えば、電源装置にお
ける電圧制御には、オペアンプなどを用いたパルス幅制
御（ＰＷＭ制御）が使われている。この制御では、制御
部全体のゲインは、主としてオペアンプ周辺回路のゲイ
ンで決まり、このゲインで電源の立ち上り／立ち下がり
の特性や、定常時（例えば、定電圧時）の特性が決ま
る。
ける電圧制御には、オペアンプなどを用いたパルス幅制
御（ＰＷＭ制御）が使われている。この制御では、制御
部全体のゲインは、主としてオペアンプ周辺回路のゲイ
ンで決まり、このゲインで電源の立ち上り／立ち下がり
の特性や、定常時（例えば、定電圧時）の特性が決ま
る。
【０００３】しかしながら、オペアンプのゲインが低い
場合、電源の立上がり、あるいは立ち下がりの際、電圧
のオーバーシュートが発生したり、また、このため電圧
の立上がり／立ち下がりの時間が遅くなってしまう。ま
た、電源の負荷、例えば、モータが経時変化し、そのた
めに負荷が変動したり、あるいは、モータの昇温のため
そのトルクが変動したりする場合、この変動に応じて電
源の立上がりや立ち下がり特性が変化したり、電源が供
給すべき最適の電圧が変化したりする。
場合、電源の立上がり、あるいは立ち下がりの際、電圧
のオーバーシュートが発生したり、また、このため電圧
の立上がり／立ち下がりの時間が遅くなってしまう。ま
た、電源の負荷、例えば、モータが経時変化し、そのた
めに負荷が変動したり、あるいは、モータの昇温のため
そのトルクが変動したりする場合、この変動に応じて電
源の立上がりや立ち下がり特性が変化したり、電源が供
給すべき最適の電圧が変化したりする。
【０００４】つまり、立ち上がり／立ち下がり特性、最
適電圧などを決めるパラメータ（状態量）の数が多くな
った場合や、パラメータの中に制御量との関係があいま
いなパラメータが存在するような場合、パラメータと制
御量との関係を定式化することが困難であることから、
従来の電源装置では、ファジー推論制御を用いて、電圧
の立ち上がり／立ち下がり特性や定常時の特性を制御す
る方法を採用している。
適電圧などを決めるパラメータ（状態量）の数が多くな
った場合や、パラメータの中に制御量との関係があいま
いなパラメータが存在するような場合、パラメータと制
御量との関係を定式化することが困難であることから、
従来の電源装置では、ファジー推論制御を用いて、電圧
の立ち上がり／立ち下がり特性や定常時の特性を制御す
る方法を採用している。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の電源装置におけるファジー制御による電源制御
では、操作量を算出するのに時間がかかり、システム全
体に必要な応答速度が得られないという問題がある。ま
た、一旦メンバーシップ関数やファジー規則を設定して
しまうと、これらを変えることができず、このために、
以下のような問題がある。例えば、電源の負荷、モータ
が経時変化によりそのトルクが変動したり、あるいは、
モータの昇温のためトルクが変動したりする場合に備え
て、電源の負荷電流、電源の負荷電流の変化率、電源の
負荷の状態などを状態量として検知している。しかし、
一旦それらが変動してしまった後、続けて制御を行なお
うとした場合にも、上記電源の負荷電流、電源の負荷電
流の変化率、電源の負荷の状態などを状態量として常に
検知し続けなくてはならない。そして、上述のように、
メンバーシップ関数やファジー規則を変えることができ
ないため、これらの状態量がデータとして取り込まれる
度に、操作量を求めるための計算を行なわなくてはなら
ないので、ファジー制御による計算速度が制御形全体に
要求される速度に追い付けないという問題がある。
記従来の電源装置におけるファジー制御による電源制御
では、操作量を算出するのに時間がかかり、システム全
体に必要な応答速度が得られないという問題がある。ま
た、一旦メンバーシップ関数やファジー規則を設定して
しまうと、これらを変えることができず、このために、
以下のような問題がある。例えば、電源の負荷、モータ
が経時変化によりそのトルクが変動したり、あるいは、
モータの昇温のためトルクが変動したりする場合に備え
て、電源の負荷電流、電源の負荷電流の変化率、電源の
負荷の状態などを状態量として検知している。しかし、
一旦それらが変動してしまった後、続けて制御を行なお
うとした場合にも、上記電源の負荷電流、電源の負荷電
流の変化率、電源の負荷の状態などを状態量として常に
検知し続けなくてはならない。そして、上述のように、
メンバーシップ関数やファジー規則を変えることができ
ないため、これらの状態量がデータとして取り込まれる
度に、操作量を求めるための計算を行なわなくてはなら
ないので、ファジー制御による計算速度が制御形全体に
要求される速度に追い付けないという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決することを目的として成されたもので、上述の課題
を解決する一手段として、以下の構成を備える。即ち、
請求項１に記載の発明は、制御に関係する状態量を検知
する検知手段と、制御を行なう際の操作量を生成する手
段と、前記状態量と前記操作量との関係を定性的な規則
として関係づける規則手段と、前記規則手段による規則
に従い、前記状態量が所定の集合に属する度合いに基づ
いて、前記操作量を推論する推論手段と、前記状態量、
あるいは前記推論手段にて推論された操作量に応じて、
前記規則手段による規則、あるいは前記推論手段での推
論を書き換える手段と、前記状態量を所定のレベルに従
った段階に分割する第１の分割手段と、前記操作量を所
定のレベルに従った段階に分割する第２の分割手段と、
前記第１の分割手段による状態量の全ての段階のレベル
と、該レベルに対応する前記第２の分割手段による操作
量のレベルとの定量的な関係を記憶する手段とを備え
る。
解決することを目的として成されたもので、上述の課題
を解決する一手段として、以下の構成を備える。即ち、
請求項１に記載の発明は、制御に関係する状態量を検知
する検知手段と、制御を行なう際の操作量を生成する手
段と、前記状態量と前記操作量との関係を定性的な規則
として関係づける規則手段と、前記規則手段による規則
に従い、前記状態量が所定の集合に属する度合いに基づ
いて、前記操作量を推論する推論手段と、前記状態量、
あるいは前記推論手段にて推論された操作量に応じて、
前記規則手段による規則、あるいは前記推論手段での推
論を書き換える手段と、前記状態量を所定のレベルに従
った段階に分割する第１の分割手段と、前記操作量を所
定のレベルに従った段階に分割する第２の分割手段と、
前記第１の分割手段による状態量の全ての段階のレベル
と、該レベルに対応する前記第２の分割手段による操作
量のレベルとの定量的な関係を記憶する手段とを備え
る。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、電源の制
御状態、あるいは電源の負荷状態の内、少なくとも一方
に関する状態量を検知する検知手段と、前記状態量に所
定の処理を施して、新たな状態量を生成する手段と、前
記新たな状態量と前記操作量をそれぞれファジー集合の
形で表現したメンバーシップ関数を記憶する第１の記憶
手段と、前記新たな状態量と前記操作量とに応じて、前
記メンバーシツプ関数を書き換える手段と、前記新たな
状態量と前記操作量をそれぞれファジー規則の形で表現
した規則を記憶する第２の記憶手段と、前記新たな状態
量と前記操作量とに応じて、前記規則を書き換える手段
と、前記新たな状態量についての所定の集合に属する度
合いである適合度を、前記メンバーシップ関数に基づい
て算出する第１の算出手段と、前記適合度に基づき、前
記第２の記憶手段に記憶されている規則の推論結果を求
める演算手段と、前記演算手段により求められた規則の
推論結果に基づいて操作量を算出する第２の算出手段
と、前記第２の算出手段にて算出された操作量に基づい
て電源を制御する手段と、前記新たな状態量を所定のレ
ベルに従った段階に分割する第１の分割手段と、前記操
作量を所定のレベルに従った段階に分割する第２の分割
手段と、前記第１の分割手段による状態量の全ての段階
のレベルと、該レベルに対応する前記第２の分割手段に
よる操作量のレベルとの定量的な関係を記憶する手段と
を備える。
御状態、あるいは電源の負荷状態の内、少なくとも一方
に関する状態量を検知する検知手段と、前記状態量に所
定の処理を施して、新たな状態量を生成する手段と、前
記新たな状態量と前記操作量をそれぞれファジー集合の
形で表現したメンバーシップ関数を記憶する第１の記憶
手段と、前記新たな状態量と前記操作量とに応じて、前
記メンバーシツプ関数を書き換える手段と、前記新たな
状態量と前記操作量をそれぞれファジー規則の形で表現
した規則を記憶する第２の記憶手段と、前記新たな状態
量と前記操作量とに応じて、前記規則を書き換える手段
と、前記新たな状態量についての所定の集合に属する度
合いである適合度を、前記メンバーシップ関数に基づい
て算出する第１の算出手段と、前記適合度に基づき、前
記第２の記憶手段に記憶されている規則の推論結果を求
める演算手段と、前記演算手段により求められた規則の
推論結果に基づいて操作量を算出する第２の算出手段
と、前記第２の算出手段にて算出された操作量に基づい
て電源を制御する手段と、前記新たな状態量を所定のレ
ベルに従った段階に分割する第１の分割手段と、前記操
作量を所定のレベルに従った段階に分割する第２の分割
手段と、前記第１の分割手段による状態量の全ての段階
のレベルと、該レベルに対応する前記第２の分割手段に
よる操作量のレベルとの定量的な関係を記憶する手段と
を備える。
【０００８】
【作用】以上の構成において、操作量を求める時間を短
縮して、装置全体の応答速度を上げるよう機能する。
縮して、装置全体の応答速度を上げるよう機能する。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明に係る好
適な実施例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施例
に係る電源装置の構成を示すブロツク図である。同図に
おいて、ＣＰＵ１００は、適合度算出手段、演算手段、
算出手段、規則手段（あるいは、推論手段）の書き換え
手段、演算結果を記憶させる記憶手段、そして記憶手段
から演算結果を読み出す手段としての機能を有する。こ
の適合度算出手段としての機能は、検知された状態量の
適合度をＳＲＡＭ１２０に記憶されている状態量のメン
バーシップ関数１０２，１０３に基づき算出することで
あり、演算手段としての機能は、算出された適合度に基
づき、所定の演算によりＳＲＡＭ１２０に記憶されてい
るファジー規則１０１内の各規則の推論結果を求めるこ
とである。また、算出手段としての機能は、求められた
各規則の推論結果に基づいて操作量を算出することであ
る。
適な実施例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施例
に係る電源装置の構成を示すブロツク図である。同図に
おいて、ＣＰＵ１００は、適合度算出手段、演算手段、
算出手段、規則手段（あるいは、推論手段）の書き換え
手段、演算結果を記憶させる記憶手段、そして記憶手段
から演算結果を読み出す手段としての機能を有する。こ
の適合度算出手段としての機能は、検知された状態量の
適合度をＳＲＡＭ１２０に記憶されている状態量のメン
バーシップ関数１０２，１０３に基づき算出することで
あり、演算手段としての機能は、算出された適合度に基
づき、所定の演算によりＳＲＡＭ１２０に記憶されてい
るファジー規則１０１内の各規則の推論結果を求めるこ
とである。また、算出手段としての機能は、求められた
各規則の推論結果に基づいて操作量を算出することであ
る。
【００１０】また、規則手段（あるいは、推論手段）の
書き換え手段としては、ＳＲＡＭ１２０中の前件部メン
バーシップ関数１０２（あるいは、後件部メンバーシッ
プ関数１０３、あるいはファジー規則１０１）を、Ａ／
Ｄ変換器１０９，１１２を介して得られる状態量、また
は操作量に応じて書き換える。そして、カウンタ１００
ａ、タイマ１００ｂは、検知された状態量、例えば、電
源の出力電圧から電源の出力電圧の変化率を求める場合
などにそれぞれ用いられる。
書き換え手段としては、ＳＲＡＭ１２０中の前件部メン
バーシップ関数１０２（あるいは、後件部メンバーシッ
プ関数１０３、あるいはファジー規則１０１）を、Ａ／
Ｄ変換器１０９，１１２を介して得られる状態量、また
は操作量に応じて書き換える。そして、カウンタ１００
ａ、タイマ１００ｂは、検知された状態量、例えば、電
源の出力電圧から電源の出力電圧の変化率を求める場合
などにそれぞれ用いられる。
【００１１】ＳＲＡＭ１２０に記憶されたファジー規則
（ファジー命題）１０１は、前述のように、ＣＰＵ１０
０により状態量、または操作量に応じて書き換えられ
る。また、前件部メンバーシップ関数１０２、及び後件
部メンバーシップ関数１０３は、ファジー規則１０１同
様、ＣＰＵ１００により状態量、または操作量に応じて
書き換えられる。
（ファジー命題）１０１は、前述のように、ＣＰＵ１０
０により状態量、または操作量に応じて書き換えられ
る。また、前件部メンバーシップ関数１０２、及び後件
部メンバーシップ関数１０３は、ファジー規則１０１同
様、ＣＰＵ１００により状態量、または操作量に応じて
書き換えられる。
【００１２】出力信号転送用のインターフェース（Ｉ／
Ｏ）１０５は、ＣＰＵ１００からの信号をドライバ１０
６に出力する。ドライバ１０６は、ファジー推論によっ
て算出された実際の操作量に従い、電源１０７を駆動す
る。尚、この電源制御にＰＷＭ制御を用いている場合、
操作量は、例えば、パルスのデユーティー比である。そ
して、電源１０７はファジー推論に基づき制御され、ド
ライバ１０６からの信号により負荷１１０に所定の電圧
を出力する。ここでは、負荷は、例えば、モータであ
る。
Ｏ）１０５は、ＣＰＵ１００からの信号をドライバ１０
６に出力する。ドライバ１０６は、ファジー推論によっ
て算出された実際の操作量に従い、電源１０７を駆動す
る。尚、この電源制御にＰＷＭ制御を用いている場合、
操作量は、例えば、パルスのデユーティー比である。そ
して、電源１０７はファジー推論に基づき制御され、ド
ライバ１０６からの信号により負荷１１０に所定の電圧
を出力する。ここでは、負荷は、例えば、モータであ
る。
【００１３】状態量検知手段として機能する出力電圧検
出部１０８は、電源１０７の出力電圧を検出する。同様
に、状態量検知手段として機能する負荷電流検出部１１
１では、負荷１１０に流れる電流値を検出したり、モー
タ（不図示）の回転数などの負荷の状態を検知する。そ
して、Ａ／Ｄ変換器１０９，１１２は、それぞれ出力電
圧検出部１０８、負荷電流検出部１１１からのアナログ
信号をデイジタル信号に変換して、ＣＰＵ１００に伝え
る。
出部１０８は、電源１０７の出力電圧を検出する。同様
に、状態量検知手段として機能する負荷電流検出部１１
１では、負荷１１０に流れる電流値を検出したり、モー
タ（不図示）の回転数などの負荷の状態を検知する。そ
して、Ａ／Ｄ変換器１０９，１１２は、それぞれ出力電
圧検出部１０８、負荷電流検出部１１１からのアナログ
信号をデイジタル信号に変換して、ＣＰＵ１００に伝え
る。
【００１４】テーブルメモリ１１３は、ＣＰＵ１００で
の計算結果を格納するメモリであり、メモリ内容の書き
換えは、制御系システムが動作していないときに行な
う。実際の制御では、このテーブルメモリ１１３の値を
ＣＰＵ１００にて読み出し、その値をそのまま制御値と
して用いる。また、ＲＯＭ１１４には、ＣＰＵ１００の
制御プログラムを記憶し、ＲＡＭ１１５は、ＣＰＵ１０
０が適合度の算出や演算などを行なう際の計算作業領域
として用いられる。尚、ＳＲＡＭ１２０のモータ回転数
１１６には、負荷１１０の状態を検知し、その値、例え
ば、ここでは負荷がモータであるとしてモータの回転数
を記憶する。
の計算結果を格納するメモリであり、メモリ内容の書き
換えは、制御系システムが動作していないときに行な
う。実際の制御では、このテーブルメモリ１１３の値を
ＣＰＵ１００にて読み出し、その値をそのまま制御値と
して用いる。また、ＲＯＭ１１４には、ＣＰＵ１００の
制御プログラムを記憶し、ＲＡＭ１１５は、ＣＰＵ１０
０が適合度の算出や演算などを行なう際の計算作業領域
として用いられる。尚、ＳＲＡＭ１２０のモータ回転数
１１６には、負荷１１０の状態を検知し、その値、例え
ば、ここでは負荷がモータであるとしてモータの回転数
を記憶する。
【００１５】次に、本実施例に係る電源装置におけるフ
ァジー制御について説明する。本実施例におけるファジ
ー制御には、状態量として、例えば、 （ａ’）電源の出力電圧 （ｂ）電源の出力電圧の変化率 を用い、操作量として、例えば、 （ｃ）ＰＷＭ制御のパルス幅のデユーティー比 を用いる。図３は、それらの集合のメンバーシップ関数
を示す。尚、実際にメンバーシップ関数を設定する際に
は、制御目標電圧と上記（ａ’）電源の出力電圧との差
分をとり、これを（ａ）電圧偏差として用いる。図３
（ａ）は電圧偏差のメンバーシップ関数、図３（ｂ）は
電圧変化率のメンバーシップ関数、そして、図３（ｃ）
は電圧制御量、即ち、ＰＷＭ制御のパルス幅のデユーテ
ィー比のメンバーシップ関数を示す。図３から明らかな
ように、電圧偏差、電圧変化率、そして、ＰＷＭ制御の
パルス幅のデユーティー比の集合は、それぞれ３個のフ
ァジー集合を有する。
ァジー制御について説明する。本実施例におけるファジ
ー制御には、状態量として、例えば、 （ａ’）電源の出力電圧 （ｂ）電源の出力電圧の変化率 を用い、操作量として、例えば、 （ｃ）ＰＷＭ制御のパルス幅のデユーティー比 を用いる。図３は、それらの集合のメンバーシップ関数
を示す。尚、実際にメンバーシップ関数を設定する際に
は、制御目標電圧と上記（ａ’）電源の出力電圧との差
分をとり、これを（ａ）電圧偏差として用いる。図３
（ａ）は電圧偏差のメンバーシップ関数、図３（ｂ）は
電圧変化率のメンバーシップ関数、そして、図３（ｃ）
は電圧制御量、即ち、ＰＷＭ制御のパルス幅のデユーテ
ィー比のメンバーシップ関数を示す。図３から明らかな
ように、電圧偏差、電圧変化率、そして、ＰＷＭ制御の
パルス幅のデユーティー比の集合は、それぞれ３個のフ
ァジー集合を有する。
【００１６】例えば、電圧偏差の３個のファジー集合に
対して、ファジーラベルとして「ＶＬ」，「ＶＭ」，
「ＶＨ」が付してあり、それぞれ、 ＶＬ（Voltage Low ）；「電圧偏差が小さい」を表わす
ファジー集合 ＶＭ（Voltage Middle）；「電圧偏差が中くらい」を表
わすファジー集合 ＶＨ（Voltage High）；「電圧偏差が大きい」を表わす
ファジー集合 とする。各々の集合に属する度合いは、「０」から
「１」までの間の任意の値をとり、例えば、図３（ａ）
に示すファジーラベルＶＭを付したファジー集合の場
合、電圧偏差２Ｖの集合に属する度合い、即ち、適合度
は「１．０」であり、電圧偏差１．５Ｖ、または２．５
Ｖの適合度は「０．５」である。
対して、ファジーラベルとして「ＶＬ」，「ＶＭ」，
「ＶＨ」が付してあり、それぞれ、 ＶＬ（Voltage Low ）；「電圧偏差が小さい」を表わす
ファジー集合 ＶＭ（Voltage Middle）；「電圧偏差が中くらい」を表
わすファジー集合 ＶＨ（Voltage High）；「電圧偏差が大きい」を表わす
ファジー集合 とする。各々の集合に属する度合いは、「０」から
「１」までの間の任意の値をとり、例えば、図３（ａ）
に示すファジーラベルＶＭを付したファジー集合の場
合、電圧偏差２Ｖの集合に属する度合い、即ち、適合度
は「１．０」であり、電圧偏差１．５Ｖ、または２．５
Ｖの適合度は「０．５」である。
【００１７】電圧制御量、即ち、ＰＷＭ制御のパルス幅
デユーティー比の決定には、図２に示すファジー規則を
用いる。例えば、その内の＜ルール５＞、及び＜ルール
６＞のファジー規則を用いる。 ＜ルール５＞ IF( V=VM AND R=RM ) THEN D=DM ＜ルール６＞ IF( V=VM AND R=RH ) THEN D=DL 但し、Ｖ＝電圧偏差、Ｒ＝電圧変化率、Ｄ＝ＰＷＭ制御
のパルス幅のデユーティー比である。また、ＰＷＭ制御
のパルス幅のデユーティー比を推論方法に基づいて決定
するには、以下のようにする。
デユーティー比の決定には、図２に示すファジー規則を
用いる。例えば、その内の＜ルール５＞、及び＜ルール
６＞のファジー規則を用いる。 ＜ルール５＞ IF( V=VM AND R=RM ) THEN D=DM ＜ルール６＞ IF( V=VM AND R=RH ) THEN D=DL 但し、Ｖ＝電圧偏差、Ｒ＝電圧変化率、Ｄ＝ＰＷＭ制御
のパルス幅のデユーティー比である。また、ＰＷＭ制御
のパルス幅のデユーティー比を推論方法に基づいて決定
するには、以下のようにする。
【００１８】例えば、電圧偏差、電圧変化率、そして、
ＰＷＭ制御のパルス幅デユーティー比のメンバーシップ
関数が、各々図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の如く与えら
れている場合について説明する。図４に示すように、電
圧偏差ｘ、電圧変化率ｙが入力されると、ｘに対しては
ＶＬとＶＭ、ｙに対してはＲＭとＲＨが対応するので、
図２に示すファジー規則の内、＜ルール５＞と＜ルール
６＞に基づいて推論を行なう。
ＰＷＭ制御のパルス幅デユーティー比のメンバーシップ
関数が、各々図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の如く与えら
れている場合について説明する。図４に示すように、電
圧偏差ｘ、電圧変化率ｙが入力されると、ｘに対しては
ＶＬとＶＭ、ｙに対してはＲＭとＲＨが対応するので、
図２に示すファジー規則の内、＜ルール５＞と＜ルール
６＞に基づいて推論を行なう。
【００１９】まず、＜ルール６＞に従って推論すると、
電圧偏差ｘに対しては、電圧偏差のメンバーシップ関数
よりμｘ0 の度合いでＶＭの集合に含まれ（図４（ａ）
参照）、電圧変化率ｙに対しては、電圧変化率のメンバ
ーシップ関数によりμｙ0 の度合いでＲＨの集合に含ま
れる（図４（ｂ）参照）。そして、求められたμｘ0と
μｙ0 の最小値をとり、その最小値が＜ルール６＞の条
件部が満たされる度合いとして、その値とＰＷＭ制御の
パルス幅デユーティー比のメンバーシップ関数とのＭＩ
Ｎ演算を行なう。その演算結果は、図４（ｃ）の集合Ｓ
0 （斜線部）で示される台形となる。
電圧偏差ｘに対しては、電圧偏差のメンバーシップ関数
よりμｘ0 の度合いでＶＭの集合に含まれ（図４（ａ）
参照）、電圧変化率ｙに対しては、電圧変化率のメンバ
ーシップ関数によりμｙ0 の度合いでＲＨの集合に含ま
れる（図４（ｂ）参照）。そして、求められたμｘ0と
μｙ0 の最小値をとり、その最小値が＜ルール６＞の条
件部が満たされる度合いとして、その値とＰＷＭ制御の
パルス幅デユーティー比のメンバーシップ関数とのＭＩ
Ｎ演算を行なう。その演算結果は、図４（ｃ）の集合Ｓ
0 （斜線部）で示される台形となる。
【００２０】同様に、＜ルール５＞に従って推論する
と、その演算結果は図４（ｆ）に示す集合Ｔ0 （斜線
部）となる。そして、求められた各規則の推論結果、即
ち、集合Ｓ0 と集合Ｔ0 とを合成すると、合成結果は、
図４（ｇ）に示す集合Ｖ0 （斜線部）となる。そこで、
得られた集合Ｖ0 の重心（点Ｐ0 ）を計算して、ＰＷＭ
制御のパルス幅デユーティー比を求める。
と、その演算結果は図４（ｆ）に示す集合Ｔ0 （斜線
部）となる。そして、求められた各規則の推論結果、即
ち、集合Ｓ0 と集合Ｔ0 とを合成すると、合成結果は、
図４（ｇ）に示す集合Ｖ0 （斜線部）となる。そこで、
得られた集合Ｖ0 の重心（点Ｐ0 ）を計算して、ＰＷＭ
制御のパルス幅デユーティー比を求める。
【００２１】次に、テーブルメモリを用いて電源制御全
体の応答速度を向上させる方法について説明する。ここ
では、図１のＡ／Ｄ変換器１０９，１１２などから得ら
れる状態量のレベルをあらかじめ幾つかの段階に分け、
各々の段階レベルについて、ファジー制御による操作量
の計算を行なっておき、何種類かの状態量のレベルの組
み合わせに対する操作量の計算結果をテーブルメモリ１
１３に記憶させて、操作量を始めから用意しておく。
体の応答速度を向上させる方法について説明する。ここ
では、図１のＡ／Ｄ変換器１０９，１１２などから得ら
れる状態量のレベルをあらかじめ幾つかの段階に分け、
各々の段階レベルについて、ファジー制御による操作量
の計算を行なっておき、何種類かの状態量のレベルの組
み合わせに対する操作量の計算結果をテーブルメモリ１
１３に記憶させて、操作量を始めから用意しておく。
【００２２】このテーブルメモリ１１３により、Ａ／Ｄ
変換器１０９，１１２から状態量が入力される度に、適
合度の算出や操作量の算出というファジー制御の計算を
行なわず、Ａ／Ｄ変換器１０９，１１２から状態量が入
力されたならば、それに対応する操作量をテーブルメモ
リから読み込んでくることで、直ちに操作量を決定す
る。そして、その値をそのまま制御値としてドライバ１
０６に伝える。
変換器１０９，１１２から状態量が入力される度に、適
合度の算出や操作量の算出というファジー制御の計算を
行なわず、Ａ／Ｄ変換器１０９，１１２から状態量が入
力されたならば、それに対応する操作量をテーブルメモ
リから読み込んでくることで、直ちに操作量を決定す
る。そして、その値をそのまま制御値としてドライバ１
０６に伝える。
【００２３】また、状態量のレベルの組み合わせと操作
量とに関するデータをテーブルメモリ１１３へ書き込む
作業は、制御系システムが動作していないときに行な
う。これは、経時的変化を検知するためのパラメータは
急激には変化せず、その変化の割合は充分小さいからで
あり、それらが検知される度にテーブルメモリ１１３の
書き換えを行なう必要はなく、ある一定間隔毎に行なえ
ばよいからである。
量とに関するデータをテーブルメモリ１１３へ書き込む
作業は、制御系システムが動作していないときに行な
う。これは、経時的変化を検知するためのパラメータは
急激には変化せず、その変化の割合は充分小さいからで
あり、それらが検知される度にテーブルメモリ１１３の
書き換えを行なう必要はなく、ある一定間隔毎に行なえ
ばよいからである。
【００２４】このため、テーブルメモリ１１３への書き
込み、及び書き換えが、制御系システム全体の応答に対
して影響を与えることはない。以上説明したように、本
実施例によれば、ファジー制御を用いて電源の制御を行
う際に、状態量のレベルを幾つかの段階に分け、各々の
段階についてファジー制御による操作量をあらかじめ行
なって、それらの組み合わせに対する操作量をテーブル
メモリに記憶しておくことで、状態量が入力される度に
ファジー制御の演算を行なう必要がなくなるので、最終
的に操作量を求めるために必要な計算時間を大幅に減少
させ、電源装置のシステムとしての応答速度を向上でき
るという効果がある。
込み、及び書き換えが、制御系システム全体の応答に対
して影響を与えることはない。以上説明したように、本
実施例によれば、ファジー制御を用いて電源の制御を行
う際に、状態量のレベルを幾つかの段階に分け、各々の
段階についてファジー制御による操作量をあらかじめ行
なって、それらの組み合わせに対する操作量をテーブル
メモリに記憶しておくことで、状態量が入力される度に
ファジー制御の演算を行なう必要がなくなるので、最終
的に操作量を求めるために必要な計算時間を大幅に減少
させ、電源装置のシステムとしての応答速度を向上でき
るという効果がある。
【００２５】また、このようなファジー制御の計算速度
を上げる方法は、電源制御系システム全体に速い応答速
度を要求されるシステムに対しても、その応用が可能で
ある。尚、上記実施例において、状態量としては電圧偏
差、電圧変化率に限定されず、室温、湿度、電源の負荷
電流、電源の負荷電流の変化率など、電源制御に関係す
る状態量であれば、それらを状態量として用いることが
できる。また、状態量の数は２つに限定されず、それ以
上の数を組合わせてもよい。
を上げる方法は、電源制御系システム全体に速い応答速
度を要求されるシステムに対しても、その応用が可能で
ある。尚、上記実施例において、状態量としては電圧偏
差、電圧変化率に限定されず、室温、湿度、電源の負荷
電流、電源の負荷電流の変化率など、電源制御に関係す
る状態量であれば、それらを状態量として用いることが
できる。また、状態量の数は２つに限定されず、それ以
上の数を組合わせてもよい。
【００２６】操作量についても、ＰＷＭ制御のパルス幅
デユーテイ比に限らず、その変化率を使用してもよい。
また、上記実施例におけるファジー推論のアルゴリズム
は一例であって、それを変形しても差し支えない。例え
ば、複数の規則の合成時に面積の重心をとる代わりに、
縦軸が最大となる値に対する横軸の値を推論結果として
もよい。さらに、ファジー規則の数や内容も、経験に基
づいて変形することが可能である。
デユーテイ比に限らず、その変化率を使用してもよい。
また、上記実施例におけるファジー推論のアルゴリズム
は一例であって、それを変形しても差し支えない。例え
ば、複数の規則の合成時に面積の重心をとる代わりに、
縦軸が最大となる値に対する横軸の値を推論結果として
もよい。さらに、ファジー規則の数や内容も、経験に基
づいて変形することが可能である。
【００２７】＜変形例１＞上記実施例についての第１の
変形例について説明する。図５は、本変形例におけるフ
ァジー規則を示し、同図において、Ｅは電源の負荷電
流、また、ＥＬ，ＥＭ，ＥＨは、各々、 ＥＬ；「電源の負荷電流が小さい」を表わすファジー集
合 ＥＭ；「電源の負荷電流が中くらい」を表わすファジー
集合 ＥＬ；「電源の負荷電流が大きい」を表わすファジー集
合 である。尚、最適なＰＷＭ制御のパルス幅デユーテイ比
を求める方法は、上記実施例におけう方法と同様である
ので、ここではその説明を省略する。
変形例について説明する。図５は、本変形例におけるフ
ァジー規則を示し、同図において、Ｅは電源の負荷電
流、また、ＥＬ，ＥＭ，ＥＨは、各々、 ＥＬ；「電源の負荷電流が小さい」を表わすファジー集
合 ＥＭ；「電源の負荷電流が中くらい」を表わすファジー
集合 ＥＬ；「電源の負荷電流が大きい」を表わすファジー集
合 である。尚、最適なＰＷＭ制御のパルス幅デユーテイ比
を求める方法は、上記実施例におけう方法と同様である
ので、ここではその説明を省略する。
【００２８】＜変形例２＞図６は、変形例２に係るファ
ジー規則を示す。同図において、Ｆは電源の負荷電流の
変化率を示し、また、ＦＬ，ＦＭ，ＦＨは、各々、 ＦＬ；「電源の負荷電流の変化率が小さい」を表わすフ
ァジー集合 ＦＭ；「電源の負荷電流の変化率が中くらい」を表わす
ファジー集合 ＦＬ；「電源の負荷電流の変化率が大きい」を表わすフ
ァジー集合 である。尚、本変形例においても、最適なＰＷＭ制御の
パルス幅デユーテイ比を求める方法は、上記実施例での
方法と同様であるので、説明を省略する。
ジー規則を示す。同図において、Ｆは電源の負荷電流の
変化率を示し、また、ＦＬ，ＦＭ，ＦＨは、各々、 ＦＬ；「電源の負荷電流の変化率が小さい」を表わすフ
ァジー集合 ＦＭ；「電源の負荷電流の変化率が中くらい」を表わす
ファジー集合 ＦＬ；「電源の負荷電流の変化率が大きい」を表わすフ
ァジー集合 である。尚、本変形例においても、最適なＰＷＭ制御の
パルス幅デユーテイ比を求める方法は、上記実施例での
方法と同様であるので、説明を省略する。
【００２９】＜変形例３＞本実施例に係る第３の変形例
について説明する。尚、本変形例に係る電源装置の構成
は、図１に示す上記実施例と同様であるため、その説明
を省略する。本変形例は、上記実施例と同様のテーブル
メモリを用いるとともに、メンバーシツプ関数やファジ
ー規則を書き換えることで、システムの応答速度を向上
させることを目的としている。
について説明する。尚、本変形例に係る電源装置の構成
は、図１に示す上記実施例と同様であるため、その説明
を省略する。本変形例は、上記実施例と同様のテーブル
メモリを用いるとともに、メンバーシツプ関数やファジ
ー規則を書き換えることで、システムの応答速度を向上
させることを目的としている。
【００３０】そこで、まず、負荷の状態、例えば、モー
タの回転数を直接検知し、そこから得られるデータによ
りメンバーシツプ関数やファジー規則を書き換えるか否
かを判断する。つまり、図１のＳＲＡＭ１２０中のモー
タ回転数１１６に、前回計算した際のモータの回転数を
保持しておき、それと、新たに取り込んだモータ回転数
のデータとの差がある一定値以上になったなら、電圧偏
差のメンバーシツプ関数のＶＭを所定値ずらして設定す
る。これらの書き換えの判断、及び書き換えの実行は、
ＣＰＵ１００にて行なう。
タの回転数を直接検知し、そこから得られるデータによ
りメンバーシツプ関数やファジー規則を書き換えるか否
かを判断する。つまり、図１のＳＲＡＭ１２０中のモー
タ回転数１１６に、前回計算した際のモータの回転数を
保持しておき、それと、新たに取り込んだモータ回転数
のデータとの差がある一定値以上になったなら、電圧偏
差のメンバーシツプ関数のＶＭを所定値ずらして設定す
る。これらの書き換えの判断、及び書き換えの実行は、
ＣＰＵ１００にて行なう。
【００３１】図７（ａ）は、電圧偏差のメンバーシツプ
関数のＶＭを所定値ずらして設定した様子を示すもの
で、点線部分が変更前のメンバーシツプ関数である。そ
こで、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したメンバーシ
ツプ関数にて、操作量を求める過程を説明する。図８
は、本変形例における操作量の求め方を示す図であり、
適用されるファジー規則は、＜ルール３＞と＜ルール５
＞である。ここで、電圧偏差ｘ，電圧変化率ｙを入力し
て、集合Ｓ1 ，Ｔ1 を求める方法は、上記実施例と同様
であるが（図４参照）、＜ルール５＞において、ＶＭが
変わっているので、Ｄ＝ＤＭの適合度が大きくなり、集
合Ｔ1 の面積はＴ0 よりも大きくなる。
関数のＶＭを所定値ずらして設定した様子を示すもの
で、点線部分が変更前のメンバーシツプ関数である。そ
こで、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したメンバーシ
ツプ関数にて、操作量を求める過程を説明する。図８
は、本変形例における操作量の求め方を示す図であり、
適用されるファジー規則は、＜ルール３＞と＜ルール５
＞である。ここで、電圧偏差ｘ，電圧変化率ｙを入力し
て、集合Ｓ1 ，Ｔ1 を求める方法は、上記実施例と同様
であるが（図４参照）、＜ルール５＞において、ＶＭが
変わっているので、Ｄ＝ＤＭの適合度が大きくなり、集
合Ｔ1 の面積はＴ0 よりも大きくなる。
【００３２】このため、合成後の集合Ｖ1 の面積はＶ0
より大きくなり、最終的に重心Ｐ1の位置はＰ0 より右
上にずれる。この結果、操作量もずれるので、ＰＷＭ制
御のパルス幅デユーテイ比を変えることができる。尚、
本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用し
ても、１つの機器から成る装置に適用しても良い。ま
た、本発明は、システム、あるいは装置にプログラムを
供給することによつて達成される場合にも適用できるこ
とは言うまでもない。
より大きくなり、最終的に重心Ｐ1の位置はＰ0 より右
上にずれる。この結果、操作量もずれるので、ＰＷＭ制
御のパルス幅デユーテイ比を変えることができる。尚、
本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用し
ても、１つの機器から成る装置に適用しても良い。ま
た、本発明は、システム、あるいは装置にプログラムを
供給することによつて達成される場合にも適用できるこ
とは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ファジー制御を用いて制御を行なう際に、状態量のレベ
ルを段階に分け、その状態量の組み合わせに対する操作
量の計算結果をあらかじめ用意しておくことで、ファジ
ー制御による最終的な操作量を求めるのに必要な計算時
間短縮でき、応答速度の速い装置の実現が可能となると
いう効果がある。
ファジー制御を用いて制御を行なう際に、状態量のレベ
ルを段階に分け、その状態量の組み合わせに対する操作
量の計算結果をあらかじめ用意しておくことで、ファジ
ー制御による最終的な操作量を求めるのに必要な計算時
間短縮でき、応答速度の速い装置の実現が可能となると
いう効果がある。
【図１】本発明の実施例に係る電源装置の構成を示すブ
ロツク図、
ロツク図、
【図２】実施例に係るファジー規則を示す図、
【図３】実施例に係るメンバーシップ関数を示す図、
【図４】実施例における操作量を求める方法を説明する
ための図、
ための図、
【図５】変形例１に係るファジー規則を示す図、
【図６】変形例２に係るファジー規則を示す図、
【図７】変形例３に係るメンバーシップ関数を示す図、
【図８】変形例３における操作量の求め方を説明するた
めの図である。
めの図である。
１００ ＣＰＵ １０８ 出力電圧検出部 １０９，１１２ Ａ／Ｄ変換器 １１１ 負荷電流検出部 １１３ テーブルメモリ １２０ ＳＲＡＭ
Claims (6)
- 【請求項１】 制御に関係する状態量を検知する検知手
段と、 制御を行なう際の操作量を生成する手段と、 前記状態量と前記操作量との関係を定性的な規則として
関係づける規則手段と、 前記規則手段による規則に従い、前記状態量が所定の集
合に属する度合いに基づいて、前記操作量を推論する推
論手段と、 前記状態量、あるいは前記推論手段にて推論された操作
量に応じて、前記規則手段による規則、あるいは前記推
論手段での推論を書き換える手段と、 前記状態量を所定のレベルに従った段階に分割する第１
の分割手段と、 前記操作量を所定のレベルに従った段階に分割する第２
の分割手段と、 前記第１の分割手段による状態量の全ての段階のレベル
と、該レベルに対応する前記第２の分割手段による操作
量のレベルとの定量的な関係を記憶する手段とを備える
ことを特徴とする制御装置。 - 【請求項２】 電源の制御状態、あるいは電源の負荷状
態の内、少なくとも一方に関する状態量を検知する検知
手段と、 前記状態量に所定の処理を施して、新たな状態量を生成
する手段と、 前記新たな状態量と前記操作量をそれぞれファジー集合
の形で表現したメンバーシップ関数を記憶する第１の記
憶手段と、 前記新たな状態量と前記操作量とに応じて、前記メンバ
ーシツプ関数を書き換える手段と、 前記新たな状態量と前記操作量をそれぞれファジー規則
の形で表現した規則を記憶する第２の記憶手段と、 前記新たな状態量と前記操作量とに応じて、前記規則を
書き換える手段と、 前記新たな状態量についての所定の集合に属する度合い
である適合度を、前記メンバーシップ関数に基づいて算
出する第１の算出手段と、 前記適合度に基づき、前記第２の記憶手段に記憶されて
いる規則の推論結果を求める演算手段と、 前記演算手段により求められた規則の推論結果に基づい
て操作量を算出する第２の算出手段と、 前記第２の算出手段にて算出された操作量に基づいて電
源を制御する手段と、 前記新たな状態量を所定のレベルに従った段階に分割す
る第１の分割手段と、 前記操作量を所定のレベルに従った段階に分割する第２
の分割手段と、 前記第１の分割手段による状態量の全ての段階のレベル
と、該レベルに対応する前記第２の分割手段による操作
量のレベルとの定量的な関係を記憶する手段とを備える
ことを特徴とする制御装置。 - 【請求項３】 検知手段は、状態量として電源の入力電
圧、電源の入力電圧の変化率、電源の出力電圧、電源の
出力電圧の変化率、室温、湿度、電源の負荷電流、電源
の負荷電流の変化率、電源の負荷の状態、電源あるいは
電源の負荷の経時的変化を示す状態の内、少なくとも一
つを検知することを特徴とする請求項１、または請求項
２に記載の制御装置。 - 【請求項４】 操作量は、パルス幅変調制御におけるパ
ルスのデユーテイ比、あるいは該デユーテイ比の変化率
であることを特徴とする請求項１、または請求項２に記
載の制御装置。 - 【請求項５】 操作量は、パルス周波数変調制御におけ
る周波数、あるいは該周波数の変化率であることを特徴
とする請求項１、または請求項２に記載の制御装置。 - 【請求項６】 第１の分割手段による状態量の全ての段
階のレベルと、該レベルに対応する第２の分割手段によ
る操作量のレベルとの定量的な関係を、電源あるいは電
源の負荷の経時的変化を示す状態に応じて、該電源の制
御の非作動時に書き換えることを特徴とする請求項１、
または請求項２に記載の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3277566A JPH05119852A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3277566A JPH05119852A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05119852A true JPH05119852A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17585290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3277566A Withdrawn JPH05119852A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05119852A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111884201A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-03 | 福州大学 | 一种基于模糊控制的直流微电网电压补偿和功率分配方法及系统 |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP3277566A patent/JPH05119852A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111884201A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-03 | 福州大学 | 一种基于模糊控制的直流微电网电压补偿和功率分配方法及系统 |
| CN111884201B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-05-13 | 福州大学 | 一种基于模糊控制的直流微电网电压补偿和功率分配方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |