JPH0581032A - フアジイ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御対象への出力を滑らかに変化させること
により，使用者に不快感等を与えることのないファジィ
制御方法の提供。 【構成】 ファジィ制御方法を適用したファジィ制御装
置１では，抽出された，ファジィルールの各結論部のメ
ンバシップ関数が，メンバシップ関数ＭＳ₁，Ｌ₁ とし
てそれぞれ修正される。一方，メモリに格納されている
前回の重心値Ｇ ₁ と一致する重心値を有するメンバシッ
プ関数ＯＭが作成される。そして，上記各メンバシップ
関数ＭＳ₁ ，Ｌ₁ ，ＯＭの全てを含む複合メンバシップ
関数が合成され，その重心値Ｇが求められる。重心値Ｇ
は，メンバシップ関数ＭＳ₁ ，Ｌ ₁ のみの合成により得
た重心値Ｇ₂ と比べて，より前回の重心値Ｇ₁ に近くな
るので，上記重心値Ｇに基づいて決定されるモータへの
出力は前回の出力からの変化が滑らかになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，制御対象からの入力変
数のファジィ変数を条件部とし上記制御対象への出力変
数のファジィ変数を結論部とするファジィルールと，上
記ファジィルールの入力変数及び出力変数のファジィ変
数毎に予め設定されているメンバシップ関数とを用い
て，上記制御対象の制御を行うファジィ制御方法に係
り，特に上記制御対象への出力変数値を滑らかに変化さ
せ得るファジィ制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記したようなファジィ制御方法が適用
される制御対象の一例となる電気掃除機を図１５に示
す。同図において，電気掃除機２では，図外の送風機を
内蔵した掃除機本体１２に延長ホース１６，延長管１７
が連続され，更に延長管１７の先端に吸込口部３の吸込
ノズル１８が連結されている。上記吸込口部３は，図１
６に示すように，吸込ケース１５内に回動自在に収容さ
れた回転ブラシ１３を備え，この回転ブラシ１３は吸込
ケース１５に設けられたモータ６の駆動軸にベルト１４
を介して連結されている。また，上記回転ブラシ１３の
端部には，マグネット５が設けられ，このマグネット５
と対向する吸込ケース１５の位置には，マグネット５か
らの磁力によって作動するリードスイッチ４が配備され
ている。従って，回転ブラシ１３の回転は上記リードス
イッチ４により検出される。また，上記電気掃除機２で
は，回転ブラシ１３駆動用のモータ６への出力や上記送
風機駆動用のモータへの出力が，ファジィ制御により調
整されるようになっている。続いて，上記回転ブラシ１
３のモータ６への出力を調整する従来のファジィ制御方
法について説明する。上記モータ６への出力は，リード
スイッチ４からのオン／オフのパルス信号によって求め
られた回転ブラシ１３の回転数のバラツキと，予め設定
されている掃除条件（畳，絨毯等）に応じた回転ブラシ
１３の理想回転数（目標値）と現在の回転数との偏差と
に基づいて制御される。具体的には，上記回転数のバラ
ツキ及び偏差についてそれぞれ設定されている，例えば
小さい（Ｓ），中くらい（Ｍ），大きい（Ｌ）といった
ファジィ変数を条件部とし，上記モータ６への出力のフ
ァジィ変数（例えば，ＭＳ（もっと小さい），Ｓ，Ｍ，
Ｌ，ＭＬ（もっと大きい））を結論部とするような定性
的な知識を規則化したファジィルールと，上記回転数の
バラツキ，偏差のそれぞれのファジィ変数毎に予め設定
されている三角形状もしくは台形状のメンバシップ関数
とが用いられる。そこで，上記回転数のバラツキ及び偏
差に対応するファジィ変数を条件部に備えたファジィル
ールが抽出され，この抽出されたファジィルールの条件
部のファジィ変数のメンバシップ関数値が上記回転数の
バラツキ，偏差に基づいて演算される。更に，上記モー
タ６への出力のファジィ変数のメンバシップ関数が，上
記演算された入力変数のメンバシップ関数値に基づいて
上記抽出されたファジィルール毎に修正され，この修正
されたファジィルール毎のメンバシップ関数が合成され
る。そして，上記モータ６への出力値は，上記合成され
たメンバシップ関数の重心値に基づいて決定され出力さ
れるようになっている。従って，上記したようなファジ
ィ制御方法によれば，電気掃除機２に対し定量的な制御
則ではなし得ないような微妙な，即ち定性的な制御を行
うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上記回転ブ
ラシ１３の回転を検出するリードスイッチ４としては，
比較的検出精度の良いものが使用されている。これは，
上記リードスイッチ４からのパルス信号に異常データが
発生すると，上記回転ブラシ１３の回転数に一時的なバ
ラツキを生じる場合があるからである。また，上記電気
掃除機２の掃除対象が，例えば絨毯から畳またはその逆
に切り替わったりしたときのように，掃除条件が急変す
る場合がある。ところが，上記従来のファジィ制御方法
によれば，現在検出された通りの回転ブラシ１３の回転
数に基づいてモータ６への出力が制御されるので，上記
したようなそれぞれの場合には，図１４の時刻Ｔ₃ にお
ける破線で示すように，モータ６への出力が急激に大き
く変更されたり，或いは図１３の時刻Ｔ₁ ，Ｔ₂ におけ
る破線で示すように，出力の変化が頻繁に行われたりす
ることがあった。このような急激な出力の変化や頻繁な
出力変化は，使用者に不快感を与えたり，ひいては危険
を伴うことも考えられる。従って，本発明の目的とする
ところは，制御対象への出力を滑らかに変化させること
により，使用者に不快感を与えることのないファジィ制
御方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，第１の発明が採用する主たる手段は，その要旨とす
るところが，制御対象からの入力変数のファジィ変数を
条件部とし上記制御対象への出力変数のファジィ変数を
結論部とするファジィルールと，上記ファジィルールの
入力変数及び出力変数のファジィ変数毎に予め設定され
ているメンバシップ関数とを用い，上記制御対象からの
入力変数値に対応するファジィ変数を条件部に備えたフ
ァジィルールを抽出し，上記抽出されたファジィルール
の条件部のファジィ変数のメンバシップ関数値を上記入
力変数値に基づいて演算し，上記演算されたメンバシッ
プ関数値に基づいて上記出力変数のファジィ変数のメン
バシップ関数を上記抽出されたファジィルール毎に修正
し，上記修正されたファジィルール毎のメンバシップ関
数を合成し，上記合成されたメンバシップ関数の重心値
に基づいて上記制御対象へ出力されるべき出力変数値を
決定するファジィ制御方法において，上記重心値を記憶
手段に格納し，上記記憶手段に格納された重心値と一致
する重心値を有し，制御対象に応じた形状の出力変数に
関するメンバシップ関数を作成し，新たに修正されたフ
ァジィルール毎の出力変数のファジィ変数のメンバシッ
プ関数と上記作成された出力変数のメンバシップ関数と
より複合メンバシップ関数を合成し，上記複合メンバシ
ップ関数の重心値に基づいて上記制御対象への出力変数
値を決定した点に係るファジィ制御方法である。又，上
記目的を達成するために，第２の発明が採用する主たる
手段は，その要旨とするところが，制御対象からの入力
変数のファジィ変数を条件部とし上記制御対象への出力
変数のファジィ変数を結論部とするファジィルールと，
上記ファジィルールの入力変数及び出力変数のファジィ
変数毎に予め設定されているメンバシップ関数とを用
い，上記制御対象からの入力変数値に対応するファジィ
変数を条件部に備えたファジィルールを抽出し，上記抽
出されたファジィルールの条件部のファジィ変数のメン
バシップ関数値を上記入力変数値に基づいて演算し，上
記演算されたメンバシップ関数値に基づいて上記出力変
数のファジィ変数のメンバシップ関数を上記抽出された
ファジィルール毎に修正し，上記修正されたファジィル
ール毎のメンバシップ関数を合成し，上記合成されたメ
ンバシップ関数の重心値に基づいて上記制御対象へ出力
されるべき出力変数値を決定するファジィ制御方法にお
いて，上記出力変数値を多段階の離散値に設定し，上記
出力変数値に対応する重心値を有し，制御対象に応じた
形状の出力変数に関するメンバシップ関数を上記出力変
数値毎に予め設定し，上記決定された出力変数値を記憶
手段に格納し，新たに修正されたファジィルール毎の出
力変数のファジィ変数のメンバシップ関数と上記記憶手
段に格納された出力変数値のメンバシップ関数とより複
合メンバシップ関数を合成し，上記複合メンバシップ関
数の重心値に基づいて上記制御対象への出力変数値を決
定した点に係るファジィ制御方法である。

【０００５】

【作用】第１の発明方法によれば，制御対象からの入力
変数は，予め設定された上記メンバシップ関数によっ
て，対応するファジィ変数として定性化される。このフ
ァジィ変数を条件部に含むファジィルールが抽出され，
上記ファジィ変数のメンバシップ関数値に基づいて出力
変数のメンバシップ関数が，抽出されたファジィルール
毎に修正され，更に上記修正されたメンバシップ関数が
合成されんとする。一方，上記制御対象へ出力されるべ
き出力変数値を決定するための，前回合成されたメンバ
シップ関数の重心値は，記憶手段に格納されている。そ
こで，上記修正されたファジィルール毎のメンバシップ
関数の合成に先立って，上記記憶手段に格納された前回
の重心値と一致する重心値を有し制御対象に応じた形状
の出力変数に関するメンバシップ関数が作成される。そ
して，今回新たに修正されたファジィルール毎の出力変
数のファジィ変数のメンバシップ関数と前回の重心値に
基づいて作成された出力変数のメンバシップ関数とより
複合メンバシップ関数が合成される。従って，上記複合
メンバシップ関数の重心値は，前回の重心値が反映され
て求められる。これによって，上記複合メンバシップ関
数の重心値に基づいて決定された制御対象への出力変数
値は，前回の出力変数値に，より近い値となる。一方，
第２の発明方法によれば，上記制御対象へ出力されるべ
き出力変数値としては，多段階の離散値が用いられ，出
力変数値毎にメンバシップ関数が予め設定されている。
また，上記記憶手段に格納されるのは，前回決定された
出力変数値である。そこで，今回の出力変数値を決定す
る際に，上記出力変数値を決定するための複合メンバシ
ップ関数は，今回新たに修正されたファジィルール毎の
出力変数のファジィ変数のメンバシップ関数と，前回決
定された出力変数値について設定されているメンバシッ
プ関数とを用いて合成される。従って，前回の制御結果
が今回の制御に反映されることはもとより，前回の制御
結果を反映させるための新たなメンバシップ関数を作成
する処理が省けるので，第１の発明方法と比べて演算時
間が短くなる。

【０００６】

【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係るファジィ制御装置の
制御系統を示すブロック図，図２は上記ファジィ制御装
置が適用される電気掃除機の回転ブラシの回転数のバラ
ツキまたは理想回転数からの偏差に関するファジィ変数
毎に設定されたメンバシップ関数を示すグラフ図，図３
は上記回転ブラシの回転数のバラツキ及び偏差に複数の
ファジィルールを適用して条件部が満たされるファジィ
ルールの結論部のメンバシップ関数を修正する態様を示
す説明図，図４は上記修正された結論部のメンバシップ
関数等を合成してその重心を得る態様を示す説明図，図
５は上記ファジィ制御装置のメインルーチンの処理手順
を示すフローチャート，図６は演算途中での上記送風機
用モータ及び回転ブラシ用のモータの停止を防止するた
めの保留サブルーチンの処理手順を示すフローチャー
ト，図７は送風機用のモータ及び回転ブラシ用のモータ
へ出力するための出力サブルーチンの処理手順を示すフ
ローチャート，図８は上記電気掃除機のリードスイッチ
からの出力に基づいて回転ブラシの回転数を演算するた
めの計測サブルーチンの処理手順を示すフローチャー
ト，図９は上記回転ブラシの回転数のバラツキと理想回
転数からの偏差を求めるための計算サブルーチンの処理
手順を示すフローチャート，図１０は上記回転ブラシ及
び送風機のそれぞれのモータへの出力を決定するための
ファジィ演算ルーチンの処理手順を示すフローチャー
ト，図１１は上記ファジィ演算ルーチンにより決定され
た各モータへの出力を修正するための修正サブルーチン
の処理手順を示すフローチャート，図１２は出力段階毎
に設定されたメンバシップ関数をしめすグラフ図，図１
３は上記ファジィ制御装置により制御された回転ブラシ
用のモータへの出力の変化の一例を示すグラフ図，図１
４は上記回転ブラシ用のモータへの出力の変化の別例を
示すグラフ図である。

【０００７】但し，図１５及び図１６に示した上記電気
掃除機２と共通する要素には，同一の符号を使用すると
共に，その詳細な説明は省略する。本実施例に係るファ
ジィ制御装置１は，上記電気掃除機２の例えば掃除機本
体１２に内蔵されたものであって，図１に示すように，
例えばＣＰＵよりなる演算制御部７を中心として構成さ
れ，この演算制御部７に後述するファジィルールを格納
したファジィルールベース８と，数値データや機械語を
格納するメモリ９（記憶手段）とが入出力可能に接続さ
れている。また，上記演算制御部７からの出力側には，
回転ブラシ１３駆動用のモータ６と，送風機用のモータ
１９と，これらのモータ６，１９の出力状態をそれぞれ
表示するＬＥＤ１１とが入出力ポート１０を介して接続
され，上記演算制御部７への入力側には，上記回転ブラ
シ１３の回転を検出するリードスイッチ４と，上記送風
機の回転を検出する例えばリードスイッチ２０とが入出
力ポート１０を介して連結されている。上記ファジィ制
御装置１による送風機用のモータ１９への出力の制御
も，上記回転ブラシ１３の回転数に基づいて行われ，回
転ブラシ１３用のモータ６への出力の制御とほとんど同
様であるので，説明の便宜上，以下回転ブラシ１３用の
モータ６への出力の制御につき主として説明する。 上
記ファジィルールベース８には，上記リードスイッチ４
からのパルス信号に基づいて演算制御部７により求めら
れた回転ブラシ１３の回転数のバラツキＷ及び予め設定
されメモリ９に格納されている理想回転数からの上記回
転数の偏差Ｈについてそれぞれ定性的に設定されている
ファジィ変数Ｓ，Ｍ，Ｌを条件部とし，上記モータ６へ
の出力Ｐのファジィ変数ＭＳ，Ｓ，Ｍ，Ｌ，ＭＬを結論
部とするファジィルールが格納されている。上記ファジ
ィルールは，例えば専門家の定性的な制御知識を規則化
したものであって，これらの内容を以下に例示する。 「ファジィルール例」 ファジィルール１ IF W is small (S) and H is small (S) THEN P is small (S) ファジィルール２ IF W is small (s) and H is large (L) THEN P is more small (MS) ファジィルール３ IF W is large (L) and H is large (L) THEN P is more small (MS) ファジィルール４ IF W is medium (M) and H is medium (M) THEN P is large (L)

【０００８】また，上記ファジィルールの入力変数とし
ての回転数のバラツキＷ，上記偏差Ｈ及び出力変数とし
ての上記モータ６への仮出力ＰＢＸのファジィ変数毎
に，三角形状もしくは台形状のメンバシップ関数が予め
設定されている。これらのメンバシップ関数のうち，上
記入力変数（Ｗ又はＨ）に関するファジィ変数Ｓ，Ｍ，
Ｌ毎のメンバシップ関数の一例を図２に示す。なお，出
力変数のメンバシップ関数についても，上記ＭＳ，Ｓ，
Ｍ，Ｌ，ＭＬの順に大きな出力を表現するファジィ変数
が設定されており，そのうちＳ，Ｍ，Ｌが二等辺三角形
であって，ＭＳ，ＭＬが直角三角形の形状に設定されて
いる。なお，上記各メンバシップ関数を表現するグレー
ドは０から１までの値である。また，上記モータ６（又
はモータ１９）への出力は，６段階に切替え可能に変更
されるが，これらの出力段階をＰＢ（＝１〜６の整数）
（又はＭＭ（＝１〜６の整数））とする。そして，上記
モータ６は，上記出力段階ＰＢに対応して段階毎に無負
荷時の理想回転数ＨＹ（ＰＢ）が設定されており，予め
メモリ９に格納されている。例えば，ＰＢ＝１のときＨ
Ｙ（１）＝４５００ｒｐｍの如くである。上記モータ１
９もその出力段階ＭＭに対応して同様に理想回転数が設
定されている。本実施例のファジィ制御装置１は，上記
したように構成されている。引き続き，上記ファジィ制
御装置１による電気掃除機２の制御動作につき，図５乃
至図１１のフローチャートと，図３及び図４とを用いて
以下説明する。なお，各図中のＳ１，Ｓ２，Ｓ３，・・
・は各動作ステップを示す。また，各フローチャートは
プログラムとして，上記メモリ９に予め格納されてい
る。

【０００９】上記ファジィ制御装置１は，図５のメイン
ルーチンの処理手順に従って主として動作する。そこ
で，電気掃除機２の図外のメインスイッチがオンされる
と，上記メインルーチンの処理が開始され，先ず上記モ
ータ６，１９への当初の出力等その他が初期設定される
（Ｓ１）。続いて，ステップＳ２の割込み設定により上
記メインルーチンが演算制御部７の基本的な演算機能に
対し割込み処理される。更に，上記メモリ９から演算制
御部７に機械語が読み込まれる。この機械語は後述する
計測サブルーチン（Ｓ６）においてリードスイッチ４か
らのパルス信号のカウント値読み込みの際に必要とされ
る高速演算処理を行うためのものである。また，上記メ
インルーチンは，所定時間内（例えば５秒間）に所定回
数Ｉ（Ｉ＝１〜Ｎ）作動するタイマの動作毎にリードス
イッチ４（又はリードスイッチ２０）から読み込まれた
パルス信号のカウント値に基づいて回転ブラシ１３（又
は送風機）の回転数Ａ（Ｉ）を演算する計測サブルーチ
ン（Ｓ６）と，上記計測サブルーチンにより演算された
回転数Ａ（Ｉ）に基づいて上記所定時間内の平均回転数
ＡＶＡ，上記回転数のバラツキＷ，上記理想回転数ＨＹ
（ＰＢ）からの上記平均回転数ＡＶＡの偏差Ｈを計算す
る計算サブルーチン（Ｓ７）と，上述したファジィルー
ルと各メンバシップ関数とを用い，上記計算サブルーチ
ンにより計算された回転数のバラツキＷ，偏差Ｈとに基
づいて上記回転ブラシ１３（又は送風機）のモータ６
（又はモータ１９）へのアナログ値としての仮出力値Ｐ
ＢＸ（又はＭＭＸ）を決定するファジィ演算サブルーチ
ン（Ｓ８）と，連続値としての上記仮出力値ＰＢＸ（又
はＭＭＸ）を，例えば四捨五入によってこれに最も近い
離散値としての出力段階ＰＢ（又はＭＭ）に変換する修
正サブルーチン（Ｓ９）と，上記修正サブルーチンによ
り求められた出力段階ＰＢ（又はＭＭ）から出力段階に
応じた信号ＰＲ（ＰＢ）（又はＭＲ（ＭＭ））を求め，
このＰＲ（ＰＢ）等を出力値ＰＯ（又はＭＯ）としてモ
ータ６（又はモータ１９）へ出力する出力サブルーチン
（Ｓ４）とを備えている。これらのサブルーチンＳ４，
Ｓ６〜Ｓ９と，現在のモータ６，１９の出力段階ＰＢ，
ＭＭをＬＥＤ１１に表示するステップＳ５とが上記割り
込み設定期間中繰り返し実行される。そして，上記メイ
ンスイッチのオフにより図６に示す保留サブルーチン
（Ｓ１０）が実行されて，上記割り込みが禁止され，モ
ータ６（又はモータ１９）への出力が停止された後，演
算処理が終了する。なお，上記各サブルーチンＳ４，Ｓ
６〜Ｓ９の処理手順は，図７乃至図１１のフローチャー
トに示す通りである。ただし，修正サブルーチン（図１
１）中の２点鎖線で示すステップＳ９１は本実施例では
実行されない。本実施例装置では，特に上記ファジィ演
算サブルーチンＳ８に特徴的な演算処理が施されてい
る。上記ファジィ演算サブルーチンＳ８の基本的な処理
手法は，以下に示す如くの周知のＭＡＸ・ＤＯＴ法によ
るものである。そこで，上記ファジィ演算サブルーチン
Ｓ８につき図１０，図３及び図４を併用して詳述する。

【００１０】先ず，上記計算サブルーチンＳ７において
求められた今回の回転ブラシ１３の回転数のバラツキを
Ｗ₁ とし，上記偏差をＨ₁ とすると，演算制御部７は，
これらの上記バラツキＷ₁ ，偏差Ｈ₁ に対応するファジ
ィ変数（Ｗ₁ についてはＳとＭ，Ｈ₁についてはＭとＬ
である（図２）。）を条件部に備えたファジィルールを
上記ファジィルールベース８から推論により検索し抽出
する（Ｓ１１）。ここでは，上記ファジィルール例のう
ち，ファジィルール２，４が抽出される。そこで，上記
抽出されたファジィルールの条件部のファジィ変数のメ
ンバシップ関数値（グレード）を上記バラツキＷ₁ ，偏
差Ｈ₁ に基づいて演算する。この場合，ファジィルール
２では，ファジィ変数ＳについてバラツキＷ₁ における
交点Ｓ₂ と，ファジィ変数Ｌについて偏差Ｈ₁ における
交点Ｌ₂ がそれぞれメンバシップ関数値として演算され
る。上記ファジィルール４についても，同様に交点
Ｍ₄ ，Ｍ₅ がメンバシップ関数値として求められる。そ
して，各ファジィルール２，４毎に，各交点のうち最小
のグレード値に基づいて，結論部の上記モータ６への仮
出力ＰＢＸ（ここでは理解を容易にするためにモータ１
９については述べていないが，ＰＢＸをＭＭＸに置き換
えると同様である。）に関するメンバシップ関数ＭＳ，
Ｌが上記ファジィルール２，４毎の最小のグレード値で
頭切りされた後，台形積として元のメンバシップ関数と
同じ底辺で且つ高さが上記最小のグレード値となるメン
バシップ関数ＭＳ₁ ，Ｌ₁ に修正される（Ｓ１２）。上
記修正されたメンバシップ関数ＭＳ₁ ，Ｌ₁ は一旦メモ
リ９に格納される。一方，演算処理部７は前回の演算処
理時に求めた重心値Ｇ₁ （第１回目の演算処理では，初
期設定値）をメモリ９から読出し（Ｓ１３），この重心
値Ｇ₁ と一致する重心値を有するメンバシップ関数ＯＭ
（図４）を作成する（Ｓ１４）。上記メンバシップ関数
ＯＭは，前回の重心値Ｇ₁ のグレード方向の直線上に頂
点を有し上記重心値Ｇ₁ を中心に出力方向に対称であっ
て，制御対象としてのモータ６（又はモータ１９）に応
じた頂点の高さの三角形状に設定されている。例えば，
使用者の不快感を軽減するべく出力の変化を小さくした
い回転ブラシ１３駆動用のモータ６に対しては，比較的
頂点までの高さ及び面積の大きな三角形状に設定すると
よい。

【００１１】続いて，上記演算制御部７は，上記修正さ
れたファジィルール２，４の仮出力に関する各ファジィ
変数ＭＳ₁ ，Ｌ₁ のメンバシップ関数と前回の重心値Ｇ
₁ に基づいて作成されたメンバシップ関数ＯＭとをいず
れも含む複合メンバシップ関数を合成する（Ｓ１５，図
４）。更に，上記演算制御部７は，上記複合メンバシッ
プ関数をなす各メンバシップ関数につき周知の積分手法
により出力方向の重心値Ｇを求める（Ｓ１６）。この重
心値Ｇはメモリ９に格納更新され（Ｓ１７），次回の複
合メンバシップ関数の合成時に用いられる。そして，上
記重心値Ｇに対応するモータ６（又はモータ１９）への
仮出力ＰＢＸ（又はＭＭＸ）が決定される（Ｓ１８）。
なお，上記ステップＳ１１乃至Ｓ１８において，集塵用
の送風機を駆動するモータ１９に関して括弧を用いて選
択的に示したが，上記モータ１９への出力は，上記ステ
ップＳ１１〜Ｓ１８のファジィ推論処理と同様に引き続
き実行されるが（Ｓ１９），その説明は省略する。又，
上記した説明では，前回の制御に用いられた重心値をメ
モリ９に格納しておき（Ｓ１７），これを今回の推論時
のメンバシップ関数ＯＭの作成のために用いたが（Ｓ１
３，Ｓ１４），実際上は上記重心値の横軸方向成分であ
る仮出力ＰＢＸ（又はＭＭＸ）が上記メモリ９に格納さ
れており，この仮出が今回のメンバシップ関数ＯＭの作
成時に用いられる。なお，上記モータ６への仮出力ＰＢ
Ｘを決定する際に，従来のように，ファジィルール２，
４の修正後のメンバシップ関数ＭＳ₁ ，Ｌ₁ のみを用い
て合成した場合には，図４のＧ₂ で示す重心値となる。
しかしながら，本実施例のファジィ制御装置１によれ
ば，上記メンバシップ関数ＭＳ₁ ，Ｌ₁ に対し，更に前
回の重心値Ｇ₁ と同じ重心値を有するメンバシップ関数
ＯＭを加えて今回の重心値Ｇが求められるので，従来と
比べて，より前回の重心値Ｇ₁ に近い重心値Ｇを得るこ
とができる。従って，回転ブラシ１３のモータ６（又は
送風機のモータ１９）への出力は，前回の制御を反映し
たものとなる。これによって，例えば図１３及び図１４
の実線に示すように，上記モータ６（又はモータ１９）
への出力を滑らかに変化させることができ変化回数を少
なくすることができる。その結果，使用者の不快感を低
減化することができる。なお，前回の重心値と同じ重心
値を有するメンバシップ関数を作成する際に，図４に示
すように，三角形の高さと面積を大きくしたメンバシッ
プ関数ＯＭ₃ を用いると，このときの複合メンバシップ
関数の重心値Ｇ₃ は，前回の重心値Ｇ₁ に近くなり，前
回からの出力の変化を小さくすることができる。逆に，
三角形の高さを小さくし底辺を広げたメンバシップ関数
ＯＭ₄ を用いると，前回の重心値Ｇ₁ を考慮しない場合
の重心値Ｇ₂ に近づくことになる。従って，例えば，機
種の違い等による制御対象の特性に応じて上記メンバシ
ップ関数ＯＭ，ＯＭ₃ ，ＯＭ₄ の形状を適宜設定すれば
よい。また，上記実施例では演算された連続値としての
仮出力ＰＢＸ（又はＭＭＸ）を離散値である出力段階Ｐ
Ｂ（又はＭＭ）に変換して出力したが，上記仮出力の値
をそのまま出力してもよい。

【００１２】尚，これまで述べた実施例では，前回の推
論時に演算され記憶された重心値（図１０，Ｓ１６，Ｓ
１７）を記憶しておき，この重心値を今回の推論時に複
合メンバシップ関数の合成（同図，Ｓ１３〜Ｓ１５）に
利用したが，このような過去用いた重心値を利用する方
法に代えて，制御対象としてのモータ６（又はモータ１
９）へ出力される出力段階ＰＢ（又はＭＭ）を利用する
方法もある。このような実施例方法を以下に述べる。上
述したように，上記出力段階は６段階の離散値に設定さ
れている。そこで，例えば図１２に示すように，仮出力
方向の座標成分が上記出力段階ＰＢの値と一致する重心
値を有するメンバシップ関数ＯＭ（１）〜ＯＭ（６）を
出力段階ＰＢ（＝１，２…，６）毎に予め設定し，例え
ばメモリ９に格納しておく。そこで，修正サブルーチン
（図１１，Ｓ９）において，モータ６へ出力される出力
段階ＰＢが決定されると，この出力段階ＰＢをメモリに
格納しておく（Ｓ９１）。このときの出力段階ＰＢを例
えば２とする。そして，次回の推論時（図１０，Ｓ８）
に同図のステップＳ１３において，重心値Ｇ₁ の代わり
に上記メモリ９に格納されている出力段階ＰＢを読み出
す。なお，ステップＳ１４においては図中の如く新たな
メンバシップ関数ＯＭを作成することなく，当該出力段
階ＰＢ（＝２）に対応したメンバシップ関数ＯＭ（２）
（図１２）がメモリ９から読み出されるだけですむ。引
続き，ステップＳ１５において，例えば先の実施例にて
述べた如く（Ｓ１２）修正されたメンバシップ関数ＭＳ
₁ ，Ｌ₁ と上記読み出されたメンバシップ関数ＯＭ
（２）とから複合メンバシップ関数が合成され，ステッ
プＳ１６において当該メンバシップ関数の重心値Ｇが求
められる。この場合，上記重心値Ｇをメモリ９に格納す
る必要はなくステップＳ１７の処理は省略される。そし
て，上記重心値Ｇに基づいて先の実施例と同様の処理が
ステップＳ１８〜Ｓ１９において実行される。従って，
この実施例方法によれば，前回の出力段階の値を反映し
て今回の出力段階が決定されるので，先の実施例同様に
制御対象への出力を滑らかに変化させることができる。
加えて，先の実施例のファジィ演算サブルーチン（Ｓ
８）におけるメンバシップ関数ＯＭを新たに作成するス
テップＳ１４に係るプログラムを備える必要がないの
で，プログラムが簡素化される。その結果，演算時間の
短縮化を図ることができ，極めて実用的な制御方法とな
る。又，ひとつの出力段階には，連続値として数値幅の
ある仮出力の値が四捨五入等により含まれる。従って，
上記制御対象への出力として上記出力段階を用いた場合
は，上記仮出力の値を直接出力する場合と較べて，出力
値が前回と較べて変化する回数が少なくなる。これによ
って，モータ等の出力変化に伴った音の変化による不快
感が低減化される。尚，上記した実施例では，電気掃除
機への適用例を示したが，これに限定されず，制御対象
への出力を滑らかに変化させる場合に好適である。

【００１３】

【発明の効果】第１の発明は上記したように構成されて
いる。従って，前回の制御結果を今回の制御に反映する
ことができる。それによって，制御対象への出力を滑ら
かに変化させることができるので，使用者に大きな不快
感，ひいては危険を与えることがない。又，第２の発明
は上記したように構成されている。それにより，上記第
１の発明による効果に加えて，制御対象へ出力される出
力変数値の変動回数が少なくなり，これによって使用者
の不快感が一層軽減される。その上，処理ステップが少
なくて済むので，演算時間が短縮化され極めて実用的な
制御方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るファジィ制御装置の
制御系統を示すブロック図。

【図２】 上記ファジィ制御装置が適用される電気掃除
機の回転ブラシの回転数のバラツキまたは理想回転数か
らの偏差に関するファジィ変数毎に設定されたメンバシ
ップ関数を示すグラフ図。

【図３】 上記回転ブラシの回転数のバラツキ及び偏差
に複数のファジィルールを適用して条件部が満たされる
ファジィルールの結論部のメンバシップ関数を修正する
態様を示す説明図。

【図４】 上記修正された結論部のメンバシップ関数等
を合成してその重心を得る態様を示す説明図。

【図５】 上記ファジィ制御装置のメインルーチンの処
理手順を示すフローチャート。

【図６】 演算途中での上記送風機用モータ及び回転ブ
ラシ用のモータの停止を防止するための保留サブルーチ
ンの処理手順を示すフローチャート。

【図７】 送風機用のモータ及び回転ブラシ用のモータ
へ出力するための出力サブルーチンの処理手順を示すフ
ローチャート。

【図８】 上記電気掃除機のリードスイッチからの出力
に基づいて回転ブラシの回転数を演算するための計測サ
ブルーチンの処理手順を示すフローチャート。

【図９】 上記回転ブラシの回転数のバラツキと理想回
転数からの偏差を求めるための計算サブルーチンの処理
手順を示すフローチャート。

【図１０】 上記回転ブラシ及び送風機のそれぞれのモ
ータへの出力を決定するためのファジィ演算ルーチンの
処理手順を示すフローチャート。

【図１１】 上記ファジィ演算ルーチンにより決定され
た各モータへの出力を修正するための修正サブルーチン
の処理手順を示すフローチャート。

【図１２】 出力段階毎に設定されたメンバシップ関数
を示すグラフ図。

【図１３】 上記ファジィ制御装置により制御された回
転ブラシ用のモータへの出力の変化の一例を示すグラフ
図。

【図１４】 上記回転ブラシ用のモータへの出力の変化
の別例を示すグラフ図。

【図１５】 本発明の背景の一例となる従来のファジィ
制御装置を備えた電気掃除機を示す外観図。

【図１６】 上記電気掃除機の吸込口部の上蓋を取り外
した状態を示す平面図。

【符号の説明】

１…ファジィ制御装置 ２…電気掃除機 ３…吸込口部 ４…リードスイッ
チ ５…マグネット ６…モータ ７…演算制御部 ８…ファジィルー
ルベース ９…メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象からの入力変数のファジィ変数
   を条件部とし上記制御対象への出力変数のファジィ変数
   を結論部とするファジィルールと，上記ファジィルール
   の入力変数及び出力変数のファジィ変数毎に予め設定さ
   れているメンバシップ関数とを用い，上記制御対象から
   の入力変数値に対応するファジィ変数を条件部に備えた
   ファジィルールを抽出し，上記抽出されたファジィルー
   ルの条件部のファジィ変数のメンバシップ関数値を上記
   入力変数値に基づいて演算し，上記演算されたメンバシ
   ップ関数値に基づいて上記出力変数のファジィ変数のメ
   ンバシップ関数を上記抽出されたファジィルール毎に修
   正し，上記修正されたファジィルール毎のメンバシップ
   関数を合成し，上記合成されたメンバシップ関数の重心
   値に基づいて上記制御対象へ出力されるべき出力変数値
   を決定するファジィ制御方法において， 上記重心値を記憶手段に格納し， 上記記憶手段に格納された重心値と一致する重心値を有
   し，制御対象に応じた形状の出力変数に関するメンバシ
   ップ関数を作成し， 新たに修正されたファジィルール毎の出力変数のファジ
   ィ変数のメンバシップ関数と上記作成された出力変数の
   メンバシップ関数とより複合メンバシップ関数を合成
   し， 上記複合メンバシップ関数の重心値に基づいて上記制御
   対象への出力変数値を決定したことを特徴とするファジ
   ィ制御方法。
2. 【請求項２】 制御対象からの入力変数のファジィ変数
   を条件部とし上記制御対象への出力変数のファジィ変数
   を結論部とするファジィルールと，上記ファジィルール
   の入力変数及び出力変数のファジィ変数毎に予め設定さ
   れているメンバシップ関数とを用い，上記制御対象から
   の入力変数値に対応するファジィ変数を条件部に備えた
   ファジィルールを抽出し，上記抽出されたファジィルー
   ルの条件部のファジィ変数のメンバシップ関数値を上記
   入力変数値に基づいて演算し，上記演算されたメンバシ
   ップ関数値に基づいて上記出力変数のファジィ変数のメ
   ンバシップ関数を上記抽出されたファジィルール毎に修
   正し，上記修正されたファジィルール毎のメンバシップ
   関数を合成し，上記合成されたメンバシップ関数の重心
   値に基づいて上記制御対象へ出力されるべき出力変数値
   を決定するファジィ制御方法において， 上記出力変数値を多段階の離散値に設定し， 上記出力変数値に対応する重心値を有し，制御対象に応
   じた形状の出力変数に関するメンバシップ関数を上記出
   力変数値毎に予め設定し， 上記決定された出力変数値を記憶手段に格納し， 新たに修正されたファジィルール毎の出力変数のファジ
   ィ変数のメンバシップ関数と上記記憶手段に格納された
   出力変数値のメンバシップ関数とより複合メンバシップ
   関数を合成し， 上記複合メンバシップ関数の重心値に基づいて上記制御
   対象への出力変数値を決定したことを特徴とするファジ
   ィ制御方法。