JPH05122848A - Power supply - Google Patents
Power supplyInfo
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- JPH05122848A JPH05122848A JP3277563A JP27756391A JPH05122848A JP H05122848 A JPH05122848 A JP H05122848A JP 3277563 A JP3277563 A JP 3277563A JP 27756391 A JP27756391 A JP 27756391A JP H05122848 A JPH05122848 A JP H05122848A
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- power supply
- rule
- state quantity
- fuzzy
- membership function
- Prior art date
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Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、複写機やプリ
ンタ等に使用される電源装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device used in, for example, a copying machine or a printer.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、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。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。2. Description of the Related Art Conventionally, voltage control in a power supply device has been
Pulse width control (PWM control) using an operational amplifier or the like is used. In this control, the gain of the entire control unit is
It is mainly determined by the gain of the operational amplifier peripheral circuit, and this gain determines the rising / falling characteristics of the power supply and the characteristics at steady time (for example, at constant voltage). However,
When the gain of the operational amplifier is low, a voltage overshoot occurs when the power supply rises or falls, and thus the rise / fall time of the voltage is delayed. In addition, when the load of the power supply, for example, the motor changes over time, and the load fluctuates due to it, or its torque fluctuates due to the temperature rise of the motor, the power supply rises and falls depending on this fluctuation. The characteristics change or the optimum voltage that the power supply should change.
【0003】つまり、立ち上がり/立ち下がり特性、最
適電圧等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。That is, when the number of parameters (state quantities) that determine the rising / falling characteristics, the optimum voltage, etc. is large, or when there is a parameter whose relationship with the control quantity is ambiguous, Since it is difficult to formulate the relationship between the parameters and the controlled variable, the conventional power supply device adopts the method of controlling the rising / falling characteristics of the voltage and the steady-state characteristics using fuzzy inference control. is doing.
【0004】[0004]
【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、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。However, in the power supply control by the fuzzy control in the above-described conventional power supply device, once the membership function and the fuzzy rule are set, they cannot be changed. There are the following problems. For example, in order to prepare for the case where the load of the power supply, the torque of the motor fluctuates with time, or the torque fluctuates due to the temperature rise of the motor, the load current of the power supply, the rate of change of the load current of the power supply, The load condition of the power supply is detected as the state quantity. However, even if they try to control continuously after they have fluctuated, the load current of the power supply, the rate of change of the load current of the power supply, the load status of the power supply, etc. are always detected as state quantities. I have to continue.
【0005】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たびに、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スピ
ードに追い付けないという問題がある。つまり、適合度
の算出や操作量の算出に時間がかかると、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。As described above, since the membership function and the fuzzy rule cannot be changed, the calculation for obtaining the manipulated variable must be performed every time these state quantities are fetched as data. There is a problem that the calculation speed by fuzzy control cannot keep up with the speed required for the entire control type. That is, if it takes time to calculate the degree of conformance and the operation amount, there is a problem that the response speed required for the entire system cannot be obtained.
【0006】[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なされたもので、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、電源制御に関係する状態量を
検知する検知手段と、電源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を備
え、前記状態量、あるいは前記推論手段により推論され
た操作量に応じて、前記規則手段での規則、あるいは前
記推論手段での推論を書き換える。The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and has the following structure as one means for solving the above-mentioned problems. That is,
The invention according to claim 1 is a qualitative relation between a detection means for detecting a state quantity related to power supply control, a means for generating an operation quantity at the time of power supply control, and a relationship between the state quantity and the operation quantity. Rule means for associating with each other as a rule, and an inference means for inferring the operation amount based on the degree to which the state quantity belongs to a predetermined set according to the rule by the rule means, the state quantity or the inference means The rule in the rule means or the inference in the inference means is rewritten according to the operation amount inferred by.
【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、新
たな状態量と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、
新たな状態量と操作量とに応じて、前記メンバーシップ
関数を書き換える手段と、新たな状態量と操作量をそれ
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、新たな状態量と操作量とに応じて、前記規
則を書き換える手段と、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、前記演算手段にて求め
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
の算出手段とを備え、前記第2の算出手段により算出さ
れた操作量に基づいて電源制御を行なう。According to a second aspect of the present invention, a detection means for detecting a state quantity relating to at least one of a power supply control state and a power supply load state, and a predetermined process for the state quantity, Means for generating a new state quantity, first storage means for storing a membership function in which the new state quantity and the operation quantity are expressed in the form of fuzzy sets, respectively.
Means for rewriting the membership function in accordance with the new state quantity and operation quantity; second storage means for storing rules expressing the new state quantity and operation quantity in the form of fuzzy rules; Means for rewriting the rule according to a state quantity and an operation quantity; and first calculating means for calculating a goodness of fit, which is a degree of belonging to a predetermined set for a new state quantity, based on the membership function. A calculating means for obtaining the inference result of the rule stored in the second storage means based on the matching degree; and a second operation amount for calculating the operation amount based on the inference result of the rule obtained by the calculating means.
And a power supply control based on the operation amount calculated by the second calculation means.
【0008】[0008]
【作用】以上の構成において、ファジー制御の計算速度
を上げ、電源の制御システム全体の応答速度を高めるよ
う機能する。In the above structure, the calculation speed of fuzzy control is increased, and the response speed of the entire power supply control system is increased.
【0009】[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
判断手段、規則手段(あるいは、推論手段)の書き換え
実行手段としての機能を有するファジーチップである。
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a power supply device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the CPU 100 includes a fitness calculation means, a calculation means,
The fuzzy chip has a function as a calculation unit, a rewriting determination unit of the rule unit (or inference unit), and a rewriting execution unit of the rule unit (or inference unit).
The function as the matching degree calculating means is to calculate the matching degree of the detected state quantity based on the membership functions 102 and 103 of the state quantity stored in the SRAM 120, and the function as the calculating means is to calculate. The reason is that the inference result of each rule in the fuzzy rule 101 stored in the SRAM 120 is obtained by a predetermined calculation based on the determined matching degree. Further, the function as the calculation means is to calculate the operation amount based on the inference result of each rule obtained.
【0010】また、CPU100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10
1)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100a、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。SRAM1
20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、CPU100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10
3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。Further, the CPU 100 has the antecedent part membership function 102 (or the consequent part membership function 103 or the fuzzy rule 10) in the SRAM 120.
1) is rewritten according to the state quantity or the operation quantity obtained via the A / D converters 109 and 112. Then, the counter 100a and the timer 100b are respectively used when obtaining the rate of change of the output voltage of the power supply from the detected state quantity, for example, the output voltage of the power supply. SRAM1
Fuzzy rules (fuzzy proposition) 101 stored in 20
Is rewritten by the CPU 100 according to the state quantity or the operation quantity, as described above. Also, the antecedent part membership function 102 and the consequent part membership function 10
Similar to the fuzzy rule 101, the value 3 is rewritten by the CPU 100 according to the state quantity or the operation quantity.
【0011】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。Interface for output signal transfer (I /
O) 105 receives the signal from the CPU 100 from the driver 10
Output to 6. The driver 106 drives the power supply 107 according to the actual manipulated variable calculated by fuzzy inference. If PWM control is used for this power supply control,
The manipulated variable is, for example, the duty ratio of the pulse. Then, the power supply 107 is controlled based on fuzzy inference, and outputs a predetermined voltage to the load 110 by a signal from the driver 106. Here, the load is, for example, a motor.
【0012】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。The output voltage detector 108, which functions as a state quantity detector, detects the output voltage of the power supply 107. Similarly, the load current detection unit 11 that functions as state quantity detection means
In No. 1, the current value flowing through the load 110 is detected, and the load state such as the rotation speed of the motor (not shown) is detected. Then, the A / D converters 109 and 112 convert the analog signals from the output voltage detection unit 108 and the load current detection unit 111 into digital signals, and transmit them to the CPU 100.
【0013】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。 [メンバーシップ関数書き換え前の動作説明]最初に、
メンバーシップ関数を書き換える前の動作について説明
する。ここでは、ファジー制御の状態量として、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4,5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。Next, fuzzy control in the power supply device according to this embodiment will be described. [Explanation of operation before rewriting membership function] First,
The operation before rewriting the membership function will be described. Here, for example, (a ') the output voltage of the power supply, (b) the change rate of the output voltage of the power supply is used as the state quantity of the fuzzy control, and (c) the duty ratio of the pulse width of the PWM control is used as the operation quantity. To use. Figures 4 and 5 show the membership functions of those sets. When actually setting the membership function, the difference between the control target voltage and the output voltage of the power source (a ′) is calculated and used as the voltage deviation (a).
【0014】図4(a)は電圧偏差のメンバーシップ関
数、図4(b)は電圧変化率のメンバーシップ関数、そ
して、図4(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4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。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。FIG. 4A is a membership function of the voltage deviation, FIG. 4B is a membership function of the voltage change rate, and FIG. 4C is a voltage control amount, that is, a pulse width of the PWM control. The membership function of the duty ratio is shown.
As is clear from FIG. 4, the set of the voltage deviation, the voltage change rate, and the duty ratio of the pulse width of the PWM control is
Each has 3 fuzzy sets. For example, fuzzy labels “VL”, “VM”, and “VH” are attached to three fuzzy sets of voltage deviations, and each represents VL (Voltage Low); “voltage deviation is small”. Fuzzy set VM (Voltage Middle); fuzzy set representing “medium voltage deviation” VH (Voltage High); fuzzy set representing “large voltage deviation”.
【0015】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4(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。尚、図4は、本実施例
による制御を実行する前のメンバーシップ関数であり、
図5は、実行後のメンバーシップ関数である。The degree of belonging to each set takes an arbitrary value between "0" and "1", for example, as shown in FIG.
In the case of the fuzzy set with the fuzzy label VM shown in, the degree of belonging to the set of voltage deviation 2V, that is, the degree of conformity is “1.0”, and the voltage deviation is 1.5V or 2.5.
The suitability of V is “0.5”. Incidentally, FIG. 4 shows a membership function before executing the control according to the present embodiment,
FIG. 5 shows the membership function after execution.
【0016】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。The fuzzy rule shown in FIG. 2 is used to determine the voltage control amount, that is, the pulse width duty ratio of the PWM control. For example, the fuzzy rules of <Rule 5> and <Rule 6> are used. <Rule 5> IF (V = VM AND R = RM) THEN D = DM <Rule 6> IF (V = VM AND R = RH) THEN D = DL where V = voltage deviation, R = voltage change rate, D = Duty ratio of PWM control pulse width.
【0017】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。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4(a),(b),(c)の如く与えられて
いる場合について説明する。図7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。The duty ratio of the pulse width of the PWM control is determined based on the inference method as follows. For example, voltage deviation, voltage change rate, and PWM
A case where the membership function of the control pulse width duty ratio is given as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C will be described. As shown in FIG. 7, when the voltage deviation x and the voltage change rate y are input, VL is applied to x.
And VM and y correspond to RM and RH.
Among the fuzzy rules shown in <Rule 5> and <Rule 6>
Reasoning based on.
【0018】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7(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7(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7(c)の集合S
0 (斜線部)で示される台形となる。First, when inferring according to <Rule 6>,
The voltage deviation x is included in the VM set at a degree of μx 0 according to the membership function of the voltage deviation (FIG. 7A).
For the voltage change rate y, it is included in the set of RH with the degree of μy 0 by the membership function of the voltage change rate (see FIG. 7B). Then, the minimum value of the obtained μx 0 and μy 0 is taken, and the minimum value is taken as the degree to which the condition part of <rule 6> is satisfied, and the MI of the value and the membership function of the pulse width duty ratio of the PWM control is set.
N calculation is performed. The calculation result is the set S in FIG.
It becomes a trapezoid indicated by 0 (hatched portion).
【0019】同様に、<ルール5>に従って推論する
と、その演算結果は図7(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7(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。 [メンバーシップ関数書き換え動作の説明]次に、メン
バーシップ関数の書き換え動作について説明する。Similarly, when inferred according to <Rule 5>, the calculation result is the set T 0 (hatched portion) shown in FIG. 7 (f). Then, when the inference results of the obtained respective rules, that is, the set S 0 and the set T 0 are combined, the combined result is
It becomes the set V 0 (hatched portion) shown in FIG. Therefore,
The center of gravity (point P 0 ) of the obtained set V 0 is calculated, and the PWM
Find the control pulse width duty ratio. [Description of Membership Function Rewriting Operation] Next, the membership function rewriting operation will be described.
【0020】ここでは、まず、電源の負荷の状態を直接
検知する。例えば、モータの回転数を検知し、得られた
データによりメンバーシップ関数やファジー規則を書き
換えるか否かを判断する。具体的には、図1に示したS
RAM120の中のモータ回転数104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
になったら、電圧偏差のメンバーシップ関数の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。その様子
を図5(a)に示す。尚、同図の点線部分が、変更前の
メンバーシップ関数である。Here, first, the load state of the power source is directly detected. For example, the number of rotations of the motor is detected, and it is determined whether the membership function or fuzzy rule is rewritten based on the obtained data. Specifically, S shown in FIG.
The motor rotation speed 104 in the RAM 120 holds the rotation speed of the motor previously calculated, and when the difference between the rotation speed of the motor and the newly acquired data of the motor rotation speed exceeds a certain value, the voltage is changed. The VM of the membership function of deviation is set by shifting a predetermined value. The CPU 100 determines the rewriting and executes the rewriting. The situation is shown in FIG. The dotted line part in the figure is the membership function before the change.
【0021】そこで、図5(a),(b),(c)に示
したメンバーシップ関数にて、操作量を求める過程を、
図8を参照して説明する。図8において適用されるルー
ルは、<ルール3>と<ルール5>である。電圧偏差
x、電圧変化率yが入力され、集合S1 ,T1 を求める
方法は、図7に示したメンバーシップ関数書き換え前の
動作と同様であるが、上述のように<ルール5>におけ
るVMが変わっているので、D=DMの適合度が大きく
なる。よって、集合T1 の面積は、前述の集合T0 より
も大きくなるので(図8(f)参照)、集合S1 ,T1
の合成であるV1 の面積はV0 より大きくなる(図8
(g)参照)。最終的に重心P1 の位置は、図8(g)
に示すようにP0 より右上にずれる。そして、操作量も
上昇するので、結果としてPWM制御のパルス幅デユー
ティー比を変えることができる。Therefore, the process of obtaining the manipulated variable by the membership function shown in FIGS. 5 (a), 5 (b) and 5 (c) will be described.
This will be described with reference to FIG. The rules applied in FIG. 8 are <Rule 3> and <Rule 5>. The method of obtaining the sets S 1 and T 1 by inputting the voltage deviation x and the voltage change rate y is the same as the operation before rewriting the membership function shown in FIG. 7, but as described above, in <Rule 5>. Since the VM has changed, the conformity of D = DM increases. Therefore, the area of the set T 1 is larger than that of the set T 0 described above (see FIG. 8F), and thus the sets S 1 and T 1 are
The area of V 1 which is the composition of V becomes larger than V 0 (FIG. 8).
(See (g)). Finally, the position of the center of gravity P 1 is shown in FIG.
As shown in, it shifts to the upper right from P 0 . Since the operation amount also increases, the pulse width duty ratio of the PWM control can be changed as a result.
【0022】このような、ファジー規則の前件部のパラ
メータのメンバーシップ関数(あるいは、後件部のパラ
メータのメンバーシップ関数、ファジー規則そのもの)
を書き換えるための計算は、電源の制御系システムが動
作していないときに行なう。これは、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(例えば、
モータの回転数)など、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、その変化の割合は十分
小さいからであり、それらが検出される度に計算を行な
う必要はなく、ある一定間隔毎に行なう。As described above, the membership function of the parameter of the antecedent part of the fuzzy rule (or the membership function of the parameter of the consequent part, the fuzzy rule itself)
The calculation for rewriting is performed when the control system of the power supply is not operating. This is the load current of the power supply,
The rate of change of the load current of the power supply, the state of the load of the power supply (for example,
This is because the parameters for detecting changes over time, such as the number of revolutions of the motor, do not change rapidly and the rate of change is sufficiently small, so there is no need to perform calculations each time they are detected. It is performed at regular intervals.
【0023】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なう際、状態量と
して検知している電圧偏差や電源の負荷の状態などをフ
ァジー規則の前件部の一パラメータとして扱うのではな
く、それ以外の前件部のパラメータのメンバーシップ関
数を書き換えるためのパラメータとして扱うことで、フ
ァジー規則の前件部のパラメータ数を実質的に減らし
て、ファジー規則による計算時間を短縮でき、電源装置
のシステムとしての応答速度を向上させることができる
という効果がある。As described above, according to this embodiment,
When controlling the power supply using fuzzy control, the voltage deviation detected as the state quantity and the load status of the power supply are not treated as one parameter of the antecedent part of the fuzzy rule, but other antecedent parts. By treating the membership function of the parameter as a parameter for rewriting, the number of parameters in the antecedent part of the fuzzy rule can be substantially reduced, the calculation time by the fuzzy rule can be shortened, and the response speed of the power supply system as a system can be improved. There is an effect that it can be improved.
【0024】つまり、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。また、制御を司るCPUとしてファジーチップ
を用いず、一般的なマイクロプロセッサを用いて重心の
計算などのファジー制御の計算を行なう場合でも、前件
部のパラメータの数を減らすことで、全体の計算時間を
大幅に短縮することができる。一方、ファジーチップを
用いた場合でも、チップ面積の内、重心の計算に関与す
る部分が大きな割合を締めており、この重心計算部分を
簡略化すればファジーチップ全体のチップ面積を非常に
小さくできる。That is, such a method of increasing the calculation speed of fuzzy control can be applied to a system requiring a high response speed for the entire power supply control system. Even if a general microprocessor is used to perform fuzzy control calculations such as the calculation of the center of gravity without using a fuzzy chip as the CPU that controls the control, by reducing the number of parameters in the antecedent part, the entire calculation is performed. The time can be greatly reduced. On the other hand, even when the fuzzy chip is used, a large proportion of the chip area is involved in the calculation of the center of gravity, and if the center of gravity calculation is simplified, the entire chip area of the fuzzy chip can be made very small. ..
【0025】尚、上記実施例では、状態量として電圧偏
差や電圧変化率を用いたが、これらに限らず、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。よって、図1における出力電圧検出部
108は、扱う状態量によっては、室温センサや湿度セ
ンサ、あるいはその他のセンサとなることは言うまでも
ない。また、操作量も、PWM制御のパルス幅デユーテ
ィー比に限らず、その変化率としてもよい。さらに、状
態量の数は2つに限定されず、それ以上の数のものを組
合わせてもよい。また、上述の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つかえな
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。In the above embodiment, the voltage deviation or the voltage change rate is used as the state quantity, but the state quantity is not limited to these, and any state quantity related to power supply control can be used as the state quantity. Therefore, it goes without saying that the output voltage detection unit 108 in FIG. 1 may be a room temperature sensor, a humidity sensor, or another sensor depending on the state quantity handled. Further, the operation amount is not limited to the pulse width duty ratio of the PWM control, and may be the change rate thereof. Furthermore, the number of state quantities is not limited to two, and a larger number may be combined. Further, the fuzzy inference algorithm described above is an example, and modifications of the algorithm may be used. For example, when synthesizing a plurality of rules, instead of taking the center of gravity of the area, the value on the horizontal axis with respect to the maximum value on the vertical axis may be used as the inference result.
【0026】<変形例1>本実施例に係る変形例につい
て説明する。上記実施例では、前件部のメンバーシップ
関数を変えたが、本変形例では、後件部のメンバーシッ
プ関数を変える。つまり、図6に示すメンバーシップ関
数において、図6(c)のようにメンバーシップ関数を
変える。尚、図6(c)の点線部分が、変更前のメンバ
ーシップ関数である。図9は、図6(a),(b),
(c)に示したメンバーシップ関数にて、操作量を求め
る過程を示す。尚、この操作量を求める方法は、上記実
施例(図7、図8にて示したもの)と同様であるが、本
変形例では、集合T2 の面積が、上記実施例にて求めた
集合T0 よりも大きくなり、最終的に重心P2 は、P0
よりも右上にずれるので、操作量を変えることができ
る。<Modification 1> A modification of the present embodiment will be described. Although the membership function of the antecedent part is changed in the above embodiment, the membership function of the consequent part is changed in this modification. That is, in the membership function shown in FIG. 6, the membership function is changed as shown in FIG. The dotted line portion in FIG. 6C is the membership function before the change. FIG. 9 shows FIG. 6 (a), (b),
A process of obtaining an operation amount by the membership function shown in (c) will be shown. The method for obtaining this manipulated variable is the same as in the above-described embodiment (shown in FIGS. 7 and 8), but in this modification, the area of the set T 2 was obtained in the above-mentioned embodiment. It becomes larger than the set T 0 , and finally the center of gravity P 2 becomes P 0.
Since it shifts to the upper right, the amount of operation can be changed.
【0027】<変形例2>次に、ファジー規則そのもの
を変える場合について説明する。図3は、本変形例に係
るファジー規則を示すもので、上記実施例におけるファ
ジー規則(図2)と比較した場合、V=VL,R=RM
が、DL→DMに、V=VM,R=RMが、DM→DH
に、V=VM,R=RHが、DL→DMに、それぞれ変
更されている。尚、本変形例では、メンバーシップ関数
は変更せず、上記実施例と同じである(図4参照)。<Modification 2> Next, a case where the fuzzy rule itself is changed will be described. FIG. 3 shows a fuzzy rule according to the present modification, and when compared with the fuzzy rule (FIG. 2) in the above embodiment, V = VL, R = RM.
, DL → DM, V = VM, R = RM, DM → DH
Further, V = VM and R = RH are changed from DL to DM. In this modified example, the membership function is not changed and is the same as the above-described embodiment (see FIG. 4).
【0028】図10は、図3に示したファジー規則にて
操作量を求める過程を示すものである。尚、この操作量
を求める方法は、図7、図8、図9に示す上記実施例、
並びに変形例1と同様であるが、xに対してはVLとV
M、yに対してはRMとRHが対応する。そして、これ
らの組み合わせにはDL,DM,DHの3つが対応する
ので、ここでは、図3に示したファジー規則の中で、<
ルール3>と<ルール5>、及び<ルール6>とに基づ
いて推論を行なう。FIG. 10 shows a process of obtaining the manipulated variable according to the fuzzy rule shown in FIG. In addition, the method of obtaining this operation amount is as follows in the above-mentioned embodiment shown in FIGS. 7, 8 and 9.
And the same as the first modification, but with respect to x, VL and V
RM and RH correspond to M and y. Since three combinations DL, DM, and DH correspond to these combinations, here, in the fuzzy rule shown in FIG.
Inference is performed based on Rule 3>, <Rule 5>, and <Rule 6>.
【0029】本変形例で得られる適合度は、各々図10
(c),(f),(i)に示す斜線部S3 ,T3 ,U3
となる。そして、これらの集合を合成すると、図10
(j)のV3 (斜線部)となり、この集合の重心P3 を
計算してPWM制御のパルス幅デユーティー比を求め
る。尚、このP3 は、上記実施例において求めたP0よ
りも右にずれるので、結果的に操作量を変えることがで
きる。The goodness of fit obtained in this modification is shown in FIG.
The hatched portions S 3 , T 3 and U 3 shown in (c), (f) and (i)
Becomes Then, when these sets are combined, FIG.
(J) becomes V 3 (hatched portion), the center of gravity P 3 of this set is calculated, and the pulse width duty ratio of PWM control is obtained. Note that the P 3, since shifted to the right than P 0 determined in the above embodiments, it is possible to change the result, the operation amount.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源の制御に関係する状態量及び操作量に応じてメンバ
ーシップ関数を書き換えることで、ファジー規則のパラ
メータ数を実質的に減らして、最終的に操作量を求める
のに必要な計算時間を大幅に減少させることができ、応
答速度の速い電源制御システムの実現が可能となるとい
う効果がある。As described above, according to the present invention,
By rewriting the membership function according to the state quantity and the operation amount related to the control of the power supply, the number of parameters of the fuzzy rule is substantially reduced, and the calculation time required to finally obtain the operation amount is significantly increased. There is an effect that it is possible to reduce the power consumption and realize a power supply control system having a high response speed.
【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、FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a power supply device according to an embodiment of the present invention,
【図2】実施例に係るファジー規則を示す図、FIG. 2 is a diagram showing a fuzzy rule according to an embodiment,
【図3】変形例2に係るファジー規則を示す図、FIG. 3 is a diagram showing a fuzzy rule according to Modification 2;
【図4】書き換え前のメンバーシップ関数を示す図、FIG. 4 is a diagram showing a membership function before rewriting,
【図5】書き換え実行後のメンバーシップ関数を示す
図、FIG. 5 is a diagram showing a membership function after execution of rewriting,
【図6】変形例1に係るメンバーシップ関数を示す図、FIG. 6 is a diagram showing a membership function according to Modification 1;
【図7】実施例に係るメンバーシップ関数書き換え前に
おける操作量を求める過程を説明するための図、FIG. 7 is a diagram for explaining a process of obtaining an operation amount before rewriting the membership function according to the embodiment;
【図8】実施例に係るメンバーシップ関数書き換え後に
おける操作量を求める過程を説明するための図、FIG. 8 is a diagram for explaining a process of obtaining an operation amount after rewriting the membership function according to the embodiment;
【図9】変形例1における操作量を求める過程を示す
図、FIG. 9 is a diagram showing a process of obtaining a manipulated variable in Modification 1;
【図10】変形例2における操作量を求める過程を示す
図である。FIG. 10 is a diagram showing a process of obtaining a manipulated variable in Modification 2.
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 120 SRAM 100 CPU 108 Output voltage detection unit 109, 112 A / D converter 111 Load current detection unit 120 SRAM
Claims (5)
知手段と、 電源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
論手段とを備え、 前記状態量、あるいは前記推論手段により推論された操
作量に応じて、前記規則手段での規則、あるいは前記推
論手段での推論を書き換えることを特徴とする電源装
置。1. A detection means for detecting a state quantity related to power supply control, a means for generating an operation quantity at the time of power supply control, and a relationship between the state quantity and the operation quantity as a qualitative rule. And a reasoning unit that infers the operation amount based on the degree to which the state quantity belongs to a predetermined set according to the rule by the rule means. A power supply device characterized in that the rule by the rule means or the inference by the inference means is rewritten according to the operation amount.
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
ーシッ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、 前記演算手段にて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の算出手段とを備え、 前記第2の算出手段により算出された操作量に基づいて
電源制御を行なうことを特徴とする電源装置。2. A detection means for detecting a state quantity relating to at least one of a power supply control state and a power supply load state, and means for performing a predetermined process on the state quantity to generate a new state quantity. A first storage unit that stores a membership function that represents the new state quantity and the operation quantity in the form of a fuzzy set, and the membership function according to the new state quantity and the operation quantity. Means for rewriting, the second storage means for storing a rule expressing the new state quantity and the operation quantity in the form of fuzzy rules, respectively, and the rule according to the new state quantity and the operation quantity. And a first calculating means for calculating a goodness of fit, which is a degree of belonging to a predetermined set for the new state quantity, based on the membership function; Based on the inference result of the rule stored in the second storage means, the second calculating means for calculating the operation amount based on the inference result of the rule obtained by the calculating means. A power supply device, comprising: power supply control based on an operation amount calculated by the second calculation means.
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に記載の電源装置。3. The detection means, as the state quantity, the input voltage of the power supply, the change rate of the input voltage of the power supply, the output voltage of the power supply, the change rate of the output voltage of the power supply, room temperature, humidity, the load current of the power supply, the power supply The power supply device according to claim 1, wherein at least one of a rate of change of the load current and a load state of the power supply is detected.
ルスのデユーティー比、あるいは該デユーティー比の変
化率であることを特徴とする請求項1、または請求項2
に記載の電源装置。4. The operation amount is a duty ratio of a pulse in pulse width modulation control, or a rate of change of the duty ratio, or claim 2.
The power supply device according to.
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に記載の電源装置。5. The power supply device according to claim 1, wherein the manipulated variable is a frequency in the pulse frequency modulation control or a rate of change of the frequency.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3277563A JPH05122848A (en) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | Power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3277563A JPH05122848A (en) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | Power supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05122848A true JPH05122848A (en) | 1993-05-18 |
Family
ID=17585256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3277563A Withdrawn JPH05122848A (en) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | Power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH05122848A (en) |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP3277563A patent/JPH05122848A/en not_active Withdrawn
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