JPH05143112A - フアジイ制御系設計支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御試験等の結果からファジィ制御系を調整
する作業を支援することが可能なファジィ制御系設計支
援システムを提供することを目的とする。 【構成】 本発明のファジィ制御系設計支援システムで
は、従来のシステムに加えて制御系の各種運転データを
モニタし、保存するモニタリング手段と、保存したデー
タを用いて制御パラメータ調整を支援するチューニング
手段とを備える。 【効果】 オペレータは、画面上で制御応答波形を見な
がら、制御パラメータ調整作業を行うことができるの
で、ファジィ制御装置のセットアップが簡単になり、省
力化も図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファジィ制御系の構築
を支援するファジィ制御系設計支援システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、ファジィ制御系の設計を支援
するシステムとしては、メンバシップ関数を簡単なキー
ボードからの操作でグラフィカルに定義したり、制御ル
ールの入力等を簡単に出来るシステムがいくつか提案さ
れている。これらのシステムは、ファジィ制御系の構築
を支援するために欠かせないシステムであるが、ファジ
ィパラメータを入力出来るにすぎず、オペレータが制御
試験等を行って得たファジィ制御系の応答をグラフ化
し、作成したグラフの波形等から判断して制御パラメー
タを調整する作業を繰り返してファジィ制御装置２００
に適当な制御パラメータを選定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のファジィ制御系
設計支援システムは、上述のように実質的に制御パラメ
ータの入力に止まり、制御試験等に連携して制御パラメ
ータの調整作業を支援するものではなかった。

【０００４】よって、本発明は、かかる従来技術の有す
る不具合点に鑑みてなされたものであり、制御試験等の
結果からファジィ制御系を調整する作業を支援すること
が可能なファジィ制御系設計支援装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、メンバーシップ関数や制御ルールの設定を支
援するファジィ制御系設計支援装置において、制御系の
各種運転データをモニタリングし、保存するモニタリン
グ手段と、保存したデータを用いて制御パラメータ調整
を支援するチューニング手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】本発明にかかるファジィ制御系設計支援装置
は、モニタリング機能により制御試験等の制御結果をデ
ータとして保存し、保存したデータを用いてチューニン
グ機能の一つである制御結果表示機能により制御試験等
における各種の制御結果を再生することが出来、また、
制御パラメータ修正機能により制御パラメータの修正を
容易に行うことが出来るので、これまでオペレータが制
御パラメータの選定と、これによるプロセス運転の制御
応答波形の確認とを別途の作業として行ってきた制御パ
ラメータ調整作業を軽減することが出来、省力化につな
がる。

【０００７】

【実施例】本発明のファジィ制御系設計装置の実施例に
ついて説明する。図１は、ファジィ制御システムの概略
を示しており、ファジィ制御系設計支援装置１００、フ
ァジィ制御装置２００及びプロセス装置３００によって
構成される。プラント等のプロセス装置３００のオペレ
ータは、ファジィ制御系設計支援装置１００の入力装置
からファジィ制御装置２００に制御パラメータ等の各種
の情報の入力、プラント運転の操作指令の発令を行うこ
とができ、ファジィ制御装置２００内に設定されたファ
ジィ制御パラメータを画面に表示させることができる。

【０００８】ファジィ制御系設計支援装置１００は、例
えば図２に示されるように、画面表示機１０１ａ、ライ
トペン１０２ａ，マウス１０３ａ，キーボード１０４
ａ，表示画面上に配置されたタッチセンサ１０５ａ、Ｃ
ＰＵ１０６、メモリ１０８等から構成される。オペレー
タがキーボードボードを操作すると、キーボードインタ
フェース１０４ｂがコード信号を発生してＣＰＵ１０６
に供給する。

【０００９】ＣＰＵ１０６は、ＲＯＭ１０７に記憶され
たファジィ制御系設計支援装置１００の制御プログラム
を実行する。ＣＰＵ１０６は、メモリ１０８に各種設計
支援情報を記憶させている。この情報は、ファジィ制御
装置２００のファジィ演算部に設定すべきパラメータ、
すなわち、入出力変数、メンバシップ関数、ルール、ス
ケーリングファクタ等の入力設定を支援するファジィ制
御系設計プログラムと、プロセス装置３００の出力、運
転状態等を示す各種センサの出力パラメータを監視して
これを蓄積し、画面表示器１０１ａに表示するモニタリ
ングプログラムと、モニタしたデータを用いて制御パラ
メータ調整を容易に行えるように支援するチューニング
プログラムとに大別される。これ等プログラムは、画面
表示器１０１ａに表示させる各種画面のフォーマット及
び表示すべきデータの種類等を記憶する図示しないペー
ジ記憶プログラムが連携する。

【００１０】ＣＰＵ１０６は、ライトペンやキーボード
等の入力制御の他、ピットマッププロセッサとしての機
能を有し、入力情報と、ファジィ制御装置２００を介し
てプロセス装置３００から供給される情報と、メモリ１
０８に記憶されている画面情報とを編集してフレームメ
モリ１０１ｃに供給する。フレームメモリ１０１ｃは、
ＣＰＵ１０６、表示制御部１０１ｂ及び画面表示器１０
１ａと共にビットマップ表示装置を構成する。フレーム
メモリ１０１ｃを複数持つことにより、例えば、カラー
表示やマルチウィンドウ表示が行われる。

【００１１】画面上からの指令入力を可能とするため
に、既述ライトペン１０２ａ、マウス１０３ａ、タッチ
センサ１０５ａ等のポインティングツール及びキーボー
ド１０４ａが用いられる。オペレータがライトペン１０
２ａを画面上の任意の位置に当てると、画面の走査電子
ビームがライトペン１０２ａの受光素子前を通過したと
き、ライトペン１０２ｂに検知信号が送出される。ライ
トペンインタフェース１０２ｂは、表示制御部１０１ｂ
から供給される水平同期信号を計数し、垂直同期信号で
リセットされる垂直位置カウンタと、クロック信号を計
数して水平同期信号でリセットされる水平位置カウンタ
とを備えている。両カウンタは、ライトペン１０２ａか
らの検知信号の供給に応答して積算値を保持し、これを
画面上のＸ，Ｙ位置を表す画面アドレス信号ＡとしてＣ
ＰＵ１０６に供給する。

【００１２】オペレータが、モニタ画面上に配置された
タッチパネル１０５ａの所定位置を押圧すると、画面上
のＸ，Ｙ位置が検知され、タッチパネルインタフェース
１０５ｂからこの位置を表す画面アドレス信号ＡがＣＰ
Ｕ１０６に供給される。

【００１３】オペレータが、マウス１０３ａを操作する
と、マウスの回転ボールのＸ及びＹ方向の移動量に応じ
てセンサからＸ及びＹのパルス列信号が発生する。マウ
スインタフェース１０３ｂは、Ｘ及びＹのパルス列信号
により、Ｘ及びＹカウンタの値を更新することにより，
画面上のポインタの位置を判別する。この位置はマウス
のスイッチ操作であるクリックに応じて画面アドレス信
号ＡとしてＣＰＵ１０６に供給される。マウスのスイッ
チを複数設けることにより、同一画面アドレスで複数の
指令を発生することが出来る。ライトペン１０２ａ、マ
ウス１０３ａ、タッチセンサ１０５ａ等はいわゆるポイ
ンティングツールであり、画面上のある点の位置をＣＰ
Ｕに伝達する役割を担う。

【００１４】ＣＰＵ１０６は、アドレス信号Ａの供給を
検出すると、ＲＯＭ１０７に記憶された各インタフェー
ス別の図３に示す画面入力サブルーチンプログラムを実
行して入力指令の内容を判別する。すなわち、画面アド
レス信号Ａが表す画面上の指示位置Ａ（Ｘ，Ｙ）を読取
る（ステップＳ１）。現在、画面表示器１０１ａに表示
している画面の表示頁Ｐを判別する（ステップＳ２）。
画面上の指示位置Ａ（Ｘ，Ｙ）と現在の表示画面の頁Ｐ
とをキーとして、指令記憶領域のマップから対応する指
令内容を読取る。マウスのスイッチを複数設けて、複数
の指令を発生させた場合には、更にクリックされたスイ
ッチ番号を参照して指令内容を読取る。また、指令内容
に応じてキーボードからのデータ入力を取込む（ステッ
プＳ３）。この入力された入力指令の内容は図示しない
制御プログラムによって、メモリ１０８に記憶される。

【００１５】ファジィ制御系設計支援装置１００によっ
て選定された、入出力変数、メンバシップ関数、ルー
ル、スケーリングファクタ等のファジィパラメータは、
ファジィ制御部２００のファジィ演算部に転送され、そ
のメモリに記憶される。ファジィ制御部２００は新たな
ファジィパラメータによりファジィ演算を行い、プロセ
スの制御を行う。ファジィ制御部２００は、ファジィ制
御の他、プログラム次第でＰＩＤ制御等を併せて実行す
ることができる。

【００１６】図４は、メモリ１０８に記憶されている本
発明のファジィ制御系設計支援システムの機能ブロック
図を示す。このシステムでは、従来のメンバシップ関
数、制御ルール等を特定するファジィ制御系設計手段１
と、制御試験等における各種運転データをモニタリング
し、保存するモニタリング手段２と、モニタしたデータ
を用いて制御パラメータ調整を支援するチューニング手
段３とから構成される。

【００１７】ファジィ制御系設計手段１は、入出力変数
設定手段４、メンバシップ関数設定手段５、ルール設定
手段６及びスケーリングファクタ設定手段７によって構
成されている。モニタリング手段２は、モニタ設定開始
手段８及びモニタ表示手段９によって構成される。チュ
ーニング手段３は、制御結果表示手段１０及び制御パラ
メータ修正手段１１からなり、制御結果表示手段１０
は、応答データ表示手段１２，推論結果表示手段１３、
発火ルール表示手段１４及び入出力特性表示手段１５に
よって構成される。また、制御パラメータ修正手段１１
は、メンバシップ関数設定手段１６、ルール設定手段１
７及びスケーリングファクタ設定手段１８によって構成
される。各手段は、サブルーチンとして構成され、予め
定められたサブルーチン同士ではコマンドの選択によっ
て相互に呼び出すことが出来る。

【００１８】通常、画面表示器１０５ａには、プロセス
の運転状態を示す画面が表示されているが、オペレータ
がユーティリティのメニューバーを表示させてファジィ
制御系設計支援のメニューを選択すると、図示しないフ
ァジィ制御系設計支援システムの初期画面が表示され
る。この画面には、少なくともファジィ制御系設計、モ
ニタリング及びチューニングの各モードを含むメニュー
が表示される。オペレータがファジィ制御系設計を選択
し、更に、入出力変数設定モードを選択すると、入出力
変数設定手段４たるサブルーチンがアクセスされて図５
に示される画面が表示される。この画面を介してファジ
ィパラメータである入出力変数の入力を行うことができ
る。この画面の右上には入出力数入力領域５ａが設けら
れ、オペレータはキーボード１０４ａを用いて入数及び
出力数を入力する。入力変数定義領域５ｂには、キーボ
ード１０４ａを用いて入力変数名及び値域を入力する。
出力変数定義領域５ｃには、キーボード１０４ａを用い
て出力変数名及び値域を入力する。モード表示領域５ｄ
には、表示（選択）されているモードの名称が示され
る。終了のアイコン５ｅをクリックすると、ファジィ制
御系設計１の初期画面に戻る。このとき、画面に表示さ
れた入出力変数名及び値域は確定する。画面下部のメッ
セージ領域５ｆには、ヘルプ要求やエラー操作等に対応
してメッセージが表示される。

【００１９】図６は、メンバシップ関数設定手段５たる
サブルーチンがアクセスされて表示される画面例を示し
ている。この画面を介してファジィパラメータであるメ
ンバシップ関数の入力を行うことができる。この画面右
上には変数名領域６ａ及び分割数入力領域６ｂが設けら
れる。オペレータはキーボード１０４ａを用いて入力変
数名及び分割数を入力する。例えば、前画面で設定した
入力変数Ｅに対して７分割数を指定する。分割数は、メ
ンバシップ関数の数に対応する。画面の自動設定領域６
ｃをマウスによってクリックすると、等分割された横軸
を底辺とする三角形状のメンバシップ関数が指定した分
割数だけ自動的に設定される。メンバシップ関数設定領
域６ｄには、選択した変数名についてのメンバシップ関
数名、基本関数、パラメータを入力する。例えば、関数
名をＮＢＥ、ＮＭＥ、ＮＳＥ、ＺＯＥ、ＰＳＥ、ＰＭ
Ｅ、ＰＢＥの７つとする。関数ＮＢＥについて、関数の
各種の形を示す表６ｆからＢＬＩＮＮをクリックして選
択すると、メンバシップ関数設定領域６ｄの基本関数欄
にＢＬＩＮＮが入力される。このＢＬＩＮＮ形状を決定
するためにパラメータをキーボードで入力する。すなわ
ち、ＢＬＩＮＮ形状の最大値及び最小値の横軸上におけ
る位置、最大値を−１．０００，−０．６６７，１．０
００を入力する。次に、関数ＮＭＥについて、関数の各
種の形を示す表６ｆからＢＬＩＮＺをクリックして選択
すると、メンバシップ関数設定領域６ｄの基本関数欄に
ＢＬＩＮＺが入力される。このＢＬＩＮＺ形状を決定す
るためにパラメータをキーボードで入力する。すなわ
ち、ＢＬＩＮＺ形状の立上り、ピーク、立下りの横軸上
における位置及びピーク値を−１．０００，−０．６６
７，−０．３３３，１．０００を入力する。他の関数に
ついても同様に繰り返す。メンバシップ関数設定領域６
ｄの左端の三角のアイコン６ｋをクリックするとメンバ
シップ関数設定領域６ｄが上方向にスクロールされる。
三角のアイコン６ｌをクリックするとメンバシップ関数
設定領域６ｄが下方向にスクロールされる。

【００２０】画面中央のメンバシップ関数領域６ｅの表
示アイコン６ｇをクリックすると、メンバシップ関数設
定領域６ｄに入力した７つのメンバシップ関数ＮＢＥ〜
ＰＢＥのグラフが図示のように表示される。画面下部の
モード表示領域６ｈには、表示（選択）されているモー
ドの名称であるメンバシップ関数定義が示される。終了
のアイコン６ｉをクリックすると、ファジィ制御系設計
１の初期画面に戻る。このとき、画面に表示されたある
変数名メンバシップ関数は確定する。確定した内容は一
旦メモリに記憶される。画面下部のメッセージ領域６ｊ
には、ヘルプ要求やエラー操作等に対応してメッセージ
が表示される。

【００２１】上述のように入力するデータは、入出力変
数名と分割数とファジィ変数名及びそのメンバシップ関
数であり、メンバシップ関数の設定はマウス等のポイン
ティングツール、キーボード等により行われる。本サブ
ルーチンでは入出力変数名、分割数及びファジィ変数名
を指定すればメンバシップ関数を自動設定する機能もサ
ポートしている。また、入出力変数名の入力は、入出力
変数設定手段４で入力した変数名をマウスにより選択す
る方法で行い、オペレータの入力ミスを防ぐことも出来
る。

【００２２】図７は、ルール設定手段６たるサブルーチ
ンがアクセスされて表示される画面例を示している。こ
の画面のルール設定領域７ａにおいてルールの設定を行
う。例えば、ルール１として、条件部に入力変数Ｅ及び
ＤＥが、結論部にＤＵが設定される。ルールの設定は複
数行うことができ、ルール設定領域７ａ左端の三角のス
クロールアイコン７ｂをクリックするとルール設定領域
７ａが上方向にスクロールされる。三角のスクロールア
イコン７ｃをクリックするとルール設定領域７ａが下方
向にスクロールされる。ルールの設定は、例えば、図７
にＮＢＥ，ＮＭＤＥ，ＮＢＤＵ，ＮＳＤＥ等と表示され
ているメンバシップ関数をクリックすると、既に入力さ
れている各種メンバシップ関数が順次に表示されるので
必要なものを表示させて行うことができる。あるいは、
メンバシップ関数設定手段５で設定したファジィ変数を
ウィンドウに表示させ、条件部及び結論部に設定するフ
ァジィ変数名をマウスによりこれを選択する。また、キ
ーボードにより入力することによっても選択することが
できる。メンバシップ関数設定手段５で設定したファジ
ィ変数を選択する形式であるので、オペレータの入力ミ
スを防ぐことができる。画面下部のモード表示領域７ｄ
には、表示（選択）されているモードの名称であるルー
ル作成が示される。終了のアイコン７ｅをクリックする
と、ファジィ制御系設計１の初期画面に戻る。このと
き、画面に表示されたルールは確定する。確定した内容
は一旦メモリに記憶される。画面下部のメッセージ領域
７ｆには、ヘルプ要求やエラー操作等に対応してメッセ
ージが表示される。

【００２３】図８は、スケーリングファクタ設定手段７
たるサブルーチンがアクセスされて表示される画面例を
示している。スケーリングファクタ設定領域８ａの変数
名の設定部部分には、既に選定された変数名、例えば、
Ｅ、ＤＥ、ＤＵが表示される。スケーリングファクタ設
定領域８ａのスケーリングファクタの設定部部分には、
スケーリングファクタをキーボードから入力する。例え
ば、変数Ｅ、ＤＥ、ＤＵ各々に１．０を設定する。この
画面下部のモード表示領域８ｂには、表示（選択）され
ているモードの名称である「スケーリングファクタ定
義」が示される。終了のアイコン８ｃをクリックする
と、ファジィ制御系設計１の初期画面に戻る。このと
き、画面に表示された各変数のスケーリングファクタは
確定する。確定した内容は一旦メモリに記憶される。画
面下部のメッセージ領域８ｄには、ヘルプ要求やエラー
操作等に対応してメッセージが表示される。

【００２４】モニタリング手段２は、モニタ設定・開始
手段８及びモニタ表示手段９によって構成される。

【００２５】図６は、モニタ設定・開始手段８たるサブ
ルーチンがアクセスされて表示される画面例を示してい
る。画面のモニタ設定領域９ａの上部には、モニタ対象
のサンプルリング間隔を指定するサンプリング周期設定
領域９ｂ、サンプル数を指定するデータ数設定領域９
ｂ、モニタを開始させるモニタ開始アイコン９ｄが配置
される。例えば、モニタのサンプリング周期１秒、デー
タ数２００、プロセス装置３００のモニタ出力を表す変
数名Ｘ１、表示変数のレンジ−１，１を上記画面上の所
定位置に、キーボードにより入力する。画面の下部に
は、削除アイコン９ｇ及び取消アイコン９ｈが配され
る。マウスのスイッチを押したまま、入力した変数名Ｘ
１、表示変数をドローし、ハイライト表示させた後、削
除アイコン９ｇをクリックすると、ハイライト表示され
た変数名Ｘ１、変数レンジが削除される。取消アイコン
９ｈをクリックすると、モニタを終了する。この画面下
部のモード表示領域１０ｅには、表示（選択）されてい
るモードの名称である「Ｍｏｎｉｔｏｒ Ｗｉｎｄｏ
ｗ」が示される。終了のアイコン１０ｆをクリックする
と、ファジィ制御系設計支援システムの初期画面に戻
る。画面下部のメッセージ領域１０ｇには、ヘルプ要求
やエラー操作等に対応してメッセージが表示される。な
お、ファジィコントローラ２００への入出力は画面によ
る設定の有無に拘らずモニタするものとなっている。

【００２６】図１０乃至図１４はモニタ表示手段８たる
サブルーチンがアクセスされて表示される画面例を示し
ている。図１０は、モニタ表示選択画面の例であり、メ
ニューバー１０ａの設定アイコン１０ｂ、同時表示アイ
コン１０ｃ、個別表示アイコン１０ｄのいずれかをマウ
スにより選択する。設定アイコン１０ｂをクリックし、
選択すると前述したモニタ設定・開始手段８のサブルー
チンがアクセスされ、図９の画面が表示される。同時表
示アイコン１０ｃをクリックし、選択すると次に述べる
図１１の画面が表示される。個別表示アイコン１０ｄを
クリックし、選択すると後述する図１３の画面が表示さ
れる。この画面下部のモード表示領域１０ｅには、表示
（選択）されているモードの名称である「Ｍｏｎｉｔｏ
ｒ Ｗｉｎｄｏｗ」が示される。終了のアイコン１０ｆ
をクリックすると、ファジィ制御系設計支援システムの
初期画面に戻る。画面下部のメッセージ領域１０ｇに
は、ヘルプ要求やエラー操作等に対応してメッセージが
表示される。

【００２７】同時表示アイコン１０ｃをクリックし、選
択すると図１１に示される画面が表示される。表示され
た入力データ領域１１ａ、出力データ領域１１ｂ及び制
御応答領域１１ｃに示される各変数Ｘ１，…，Ｕ１，
…，Ｙ１，…，Ｙ８をマウスで選択する。制御応答の各
変数はプロセス装置３００のモニタ出力に対応してい
る。図１２は、表示された変数を選択した後の画面例を
示しており、選択された変数の表示は反転あるいはハイ
ライト表示になっている。同図においては、入力データ
Ｘ１，Ｘ７、出力データＵ１，Ｕ２、制御応答Ｙ２，Ｙ
８が選択されている。メニューバー１０ａの表示アイコ
ン１１ｄを選択すると次に説明する図１３の表示を行
う。取消アイコンを選択すると、図１０のモニタ表示選
択画面に戻る。この画面下部のモード表示領域１０ｆに
は、表示（選択）されているモードの名称である「Ｍｏ
ｎｉｔｏｒ Ｗｉｎｄｏｗ」が示される。終了のアイコ
ン１０ｆをクリックすると、ファジィ制御系設計支援シ
ステムの初期画面に戻る。画面下部のメッセージ領域１
０ｇには、ヘルプ要求やエラー操作等に対応してメッセ
ージが表示される。

【００２８】図１３は、上記図１２の画面で選択された
各データの応答データを経時的に表示した画面例を示し
ている。表示されたグラフの縦軸は選択された各変数の
値を適当なスケールで示し、横軸は選択したサンプル数
の時間軸を示している。なお、グラフは各データ毎に色
分けされる。モノクロ表示の場合には各データ毎に線種
を変えて表示される。この画面下部のモード表示領域１
０ｅには、表示（選択）されているモードの名称である
「Ｍｏｎｉｔｏｒ Ｗｉｎｄｏｗ」が示される。終了の
アイコン１０ｆをクリックすると、ファジィ制御系設計
支援システムの初期画面に戻る。画面下部のメッセージ
領域１０ｇには、ヘルプ要求やエラー操作等に対応して
メッセージが表示される。

【００２９】図１０に示される画面において、メニーバ
ー１０ａから個別表示アイコン１０ｄを選択すると、図
１４の個別表示画面表示となり、全ての応答データが経
時的に表示される。

【００３０】チューニング手段３は、各種運転データを
表示する制御結果表示手段１０及び制御パラメータを修
正する制御パラメータ修正手段１１によって構成され
る。

【００３１】図１５は、チューニング手段たるサブルー
チンがアクセスされて表示される画面例を示している。
この画面の右側端及び下側に示されているメニュー画面
でマウスによって実行したいメニューを選択することに
より、所望の機能を実行させることができる。同図にお
いて、制御結果表示手段１０は、応答データ表示機能１
２、推論結果表示手段１３、発火ルール表示手段１４及
び入出力特性表示手段１５とによって構成されており、
夫々表示メニューバー１５に表示された応答データアイ
コン１５ｂ、推論結果アイコン１５ｃ、発火ルールアイ
コン１５ｄ、入出力特性アイコン１５ｅを選択すること
により該当するサブルーチンが起動する。この画面下部
のモード表示領域１０ｅには、表示（選択）されている
モードの名称である「Ｔｕｎｉｎｇ Ｗｉｎｄｏｗ」が
示される。終了のアイコン１０ｆをクリックすると、フ
ァジィ制御系設計支援システムの初期画面に戻る。画面
下部のメッセージ領域１０ｇには、ヘルプ要求やエラー
操作等に対応してメッセージが表示される。

【００３２】応答データ表示手段１２たるサブルーチン
がアクセスされて表示される画面例を図１６、図１７及
び図１８に示す。図１５において、応答データアイコン
を選択して図１６のメニューバー表示とし、更に、マウ
スをクリックすることで表示すべき応答データを選択し
た画面例が図１７であり、選択した応答データがハイラ
イト表示される。メニューバーの表示アイコンを選択す
ると、図１８に示される応答データのグラフを表示した
画面が得られる。

【００３３】推論結果表示手段１３たるサブルーチンが
アクセスされて表示される画面例を図１６、図１７及び
図１８に示す。オペレータはメニューバー１５ａから推
論結果アイコン１５ｃを選択し、図１９の推論結果表示
画面を表示させる。この推論結果表示画面において、マ
ウスにより制御応答メニューバー１９ａから、例えば制
御応答Ｙ１を選択する。

【００３４】図２０は、制御応答としてＹ１を選択した
場合の画面であり、制御応答Ｙ１のグラフが表示され
る。この画面において、オペレータは推論結果を表示さ
せたいグラフの時間上の位置にカーソルを合わせてマウ
スをクリックする。

【００３５】図２１は、表示時間を指定したことによっ
て、適合度２１ｃと対応する制御ルール２１ｄと合成関
数２１ｂが表示された画面例を示している。制御ルール
２１ｄは、適合度２１ｃの大きい順に制御ルール表示領
域２１ｅに表示される。マウスにより制御ルール表示領
域左端のスクロールアイコン２１ｆを選択すると、制御
ルール表示領域画面２１ｅのスクロールが出来るように
なっている。更に、この画面から後件部ファジィ数の部
分をハイライト表示としキーボード等から入力すること
により、例えば、Ｕ１，Ｕ２の内容を変更して、制御ル
ールを修正することが可能である。また、合成関数を表
示する出力データの変更は、マウスによりカーソルを出
力データ領域２１ｇに移動し、マウスの左ボタンをクリ
ックすることにより行える。

【００３６】図２２は、メニューバー１５ａの発火ルー
ルアイコン１５ｄがマウスによって選択され、発火ルー
ル表示手段１４たるサブルーチンがアクセスされて表示
された発火頻度と発火トレンドを表示した画面例を示し
ている。発火頻度は発火したルールの頻度をルール番号
順に棒グラフで表示しており、適合度の正規化値の積算
値により表されている。発火トレンドは適合度が最も大
きなルール番号の時間トレンドを表しており、所定サン
プル周期毎に適合度が最大のルールを経時的に表示して
いる。

【００３７】図２３は、メニューバー１５ａの入出力特
性アイコン１５ｅがマウスによって選択され、入出力特
性表示手段１５たるサブルーチンがアクセスされて表示
された画面例を示す。同図に示すように、入力変数領域
２３ａにカーソルを移動し、マウスをクリックすると、
クリックする度に入力変数が順次に示される。これによ
り、表示させるべき入力変数を選択する。同様にして、
出力変数領域２３ｂにおいて出力変数を選択する。入力
変数領域２３ａに入力変数、例えばＸ１が設定される
と、他の入力変数領域２３ｃの入力変数欄に他の入力変
数、Ｘ２〜Ｘ８が表示される。他の入力変数領域２３ｃ
のメンバシップ関数表示欄には、他の入力変数Ｘ２〜Ｘ
８の各々について定められいているメンバシップ関数が
表示される。このメンバシップ関数をクリックすると、
予め定義されているメンバシップ関数が順次表示され
る。これにより、メンバシップ関数を変更することがで
きる。入力変数欄２３ａ及び出力変数欄２３ｂに入力を
行い、あるいは，他の入力変数領域２３ｃのメンバシッ
プ関数を変更した後に、表示アイコン２３ｄをクリック
すると、他の入力変数を指定状態に固定した場合の入出
力特性のグラフ２３ｅが表示される。

【００３８】制御パラメータ修正手段１１は、メンバー
シップ関数設定手段１６、制御ルール修正手段１７及び
ルールスケーリングファクタ修正手段１８とによって構
成される。各手段は図１５乃至図２３に示されるメニュ
ーバー１５ｆのスケーリングファクタアイコン１５ｇ、
制御ルールアイコン１５ｈ、メンバシップ関数アイコン
１５ｉを選択することにより、起動する。メンバーシッ
プ関数設定手段１６は、ファジィ制御系設計手段１のメ
ンバーシップ関数設定手段５と同じ機能であり、メンバ
ーシップ関数設定手段５のサブルーチンを呼び出すこと
により、チューニング状態においてメンバーシップ関数
を変更することができる。ルール設定手段１７は、ファ
ジィ制御系設計手段１のルール設定手段６と同じ機能で
あり、ルール設定手段６のサブルーチンを呼び出すこと
により、チューニング状態においてルールを変更するこ
とが出来る。スケーリングファクタ設定手段１８は、フ
ァジィ制御系設計手段１のスケーリングファクタ設定手
段７と同じ機能であり、スケーリングファクタ設定手段
７のサブルーチンを呼び出すことにより、チューニング
状態においてスケーリングファクタを変更することが出
来る。このように、結果が表示された状態において、制
御パラメータ修正の各手段は起動され、ファジィ制御系
設計手段の対応する手段と同じ画面により修正を行うこ
とを可能にしている。

【００３９】ファジィ制御系設計手段１の入出力変数設
定手段４〜スケーリングファクタ手段７あるいはメンバ
シップ関数設定手段１６〜スケーリングファクタ設定手
段１８によって選定されたファジィ制御の各パラメータ
はファジィ制御装置２００のファジィ演算部のメモリに
転送され、ファジィ推論が実行される。ファジィ制御装
置２００は、ファジィ推論の結果に基づいてプロセス装
置３００への操作量を制御する。プロセス装置３００か
らは、これに応答して各種運転パラメータがモニタ出力
として与えられる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のファジィ
制御系設計支援システムは、モニタリング手段により制
御試験等の制御結果をデータとして保存し、保存したデ
ータを用いてチューニング手段の一つである制御結果表
示手段により制御試験等における各種の制御結果を再生
することが出来、また、制御パラメータ修正手段によ
り、制御パラメータの修正を容易に行うことが出来るの
で、これまでオペレータが制御応答をグラフ化しながら
手作業で行ってきた制御パラメータ調整作業を軽減する
ことができ、ファジィ制御装置のセットアップが迅速化
され、省力化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ファジィ制御システムの概略を示すブロック
図。

【図２】ファジィ制御系設計支援装置の構成例を示すブ
ロック図。

【図３】画面入力サブルーチンを示すフローチャート。

【図４】本発明のファジィ制御系設計支援システムの機
能ブロック図。

【図５】入出力変数設定手段によって表示された画面例
を示す図。

【図６】メンバシップ関数設定手段によって表示された
画面例を示す図。

【図７】ルール設定手段によって表示された画面例を示
す図。

【図８】スケーリングファクタ設定手段によって表示さ
れた画面例を示す図。

【図９】モニタ設定・開始手段によって表示された画面
例を示す図。

【図１０】モニタ表示手段によって表示された画面例を
示す図。

【図１１】モニタ表示手段によって表示された画面例を
示す図。

【図１２】モニタ表示手段によって表示された画面例を
示す図。

【図１３】モニタ表示手段によって表示された画面例を
示す図。

【図１４】モニタ表示手段によって表示された画面例を
示す図。

【図１５】制御結果結果表示手段によって表示された画
面例を示す図。

【図１６】応答データ表示手段によって表示された画面
例を示す図。

【図１７】応答データ表示手段によって表示された画面
例を示す図。

【図１８】応答データ表示手段によって表示された画面
例を示す図。

【図１９】推論結果表示手段によって表示された画面例
を示す図。

【図２０】推論結果表示手段によって表示された画面例
を示す図。

【図２１】推論結果表示手段によって表示された画面例
を示す図。

【図２２】発火ルール表示手段によって表示された画面
例を示す図。

【図２３】入出力特性表示手段によって表示された画面
例を示す図。

【符号の説明】

１００ ファジィ制御系設計支援装置 ２００ ファジィ制御装置 ３００ プロセス装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロセス装置をファジィ制御するファジィ
   制御装置が行うファジィ推論に用いられるメンバーシッ
   プ関数や制御ルール等の制御パラメータの選定を支援す
   るファジィ制御系設計支援装置であって、 前記プロセス装置の各種運転データをモニタリングして
   蓄積するモニタリング手段と、 指定された運転データを経時的に画面表示器に表示し、
   前記運転データが表示された画面から前記制御パラメー
   タを選定することを可能とするチューニング手段と、 を備えることを特徴とするファジィ制御系設計支援装
   置。
2. 【請求項２】前記チューニング手段は、 前記プロセス装置が出力する運転データを表示する制御
   結果表示手段と、 前記ファジィ制御装置に設定された制御パラメータを修
   正する制御パラメータ修正手段と、 を備えることを特徴とする請求項１記載のファジィ制御
   系設計支援装置。
3. 【請求項３】前記制御結果表示手段は、 指定された運転データを経時的にグラフ表示する応答デ
   ータ表示手段と、 前記ファジィ制御装置の推論結果を経時的にグラフ表示
   する推論結果表示手段と、 使用された制御ルールの適合度を表示する発火ルール表
   示手段と、 入力変数と出力との関係を示す入出力特性表示手段と、 を備えることを特徴とする請求項２記載のファジィ制御
   系設計支援装置。
4. 【請求項４】前記制御パラメータ修正手段は、 前記制御ルールの重み付けを行うスケーリングファクタ
   修正手段と、 前記メンバーシップ関数を修正するメンバーシップ関数
   修正手段と、 前記制御ルールを修正する制御ルール修正手段と、 を備えることを特徴とする請求項２記載のファジィ制御
   系設計支援システム。