JPH06162233A - Chaos controller and learning method thereof - Google Patents

Chaos controller and learning method thereof

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Publication number
JPH06162233A
JPH06162233A JP4318658A JP31865892A JPH06162233A JP H06162233 A JPH06162233 A JP H06162233A JP 4318658 A JP4318658 A JP 4318658A JP 31865892 A JP31865892 A JP 31865892A JP H06162233 A JPH06162233 A JP H06162233A
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JP
Japan
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difference
coupling coefficient
learning
neural network
output signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP4318658A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Nishikawa
喜章 西川
Takashi Kitaguchi
貴史 北口
Takahiko Uno
高彦 宇野
Akira Kojima
晃 小嶋
Konosuke Maruyama
幸之助 丸山
Koshu Suzuki
弘修 鈴木
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP4318658A priority Critical patent/JPH06162233A/en
Publication of JPH06162233A publication Critical patent/JPH06162233A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the chaos controller and learning method thereof, which can execute optimal control of a control system in which plural control elements influence complicatedly each other. CONSTITUTION:Prior to an image forming operation of a document image of an image forming part 1, a test chart is placed on contact glass, image data VD obtained by reading its image by a CCD 2 is stored in an image memory 15, and also, and when a value of recording density data PD obtained by reading the image on transfer paper on which an image is formed in accordance with this image data VD, and differential data DF outputted from a first comparator 16 for calculating a difference of the image data VD are smaller than differential data DF' stored in a differential memory 14, the differential data DF' stored in the differential memory 14 is replaced with the differential data DF outputted from a first comparator 16, and also, with respect to a coupling coefficient Wk stored in a coefficient memory 13, a learning processing operation of a chaos N/N 12 for storing the prescribed number of sets [Wk] of the coupling coefficient Wk used for determining a control value CD of each control part in the coefficient memory 13 is executed.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は入力信号と出力信号の関
係が特定できない被制御系の状態量を検出し、該被制御
系が出力する出力信号を最適な値に制御することが可能
なカオス制御装置およびその学習方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is capable of detecting a state quantity of a controlled system in which the relationship between an input signal and an output signal cannot be specified and controlling the output signal output by the controlled system to an optimum value. The present invention relates to a chaos control device and a learning method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、原稿画像を読み取って、その画
像を搬送された転写紙上に記録する複写機において、転
写紙に記録済の記録画像を読み取った原稿画像に忠実に
再現させるため、感光体の帯電電位、露光量、トナー
量、色変換係数等のパラメーターをそれぞれ調整しよう
として、1つのパラメーターを変更すると、その影響が
他の制御要素に及ぶため、これらのパラメーターを順次
最適値に調整することは容易でなかった。そこで、この
ような1つのパラメーターの変動の影響が他の制御要素
に及ぶ制御系の最適制御手法の1つとして、ニューラル
ネットワークを制御系に取り入れる研究が成されてい
る。
2. Description of the Related Art For example, in a copying machine for reading an original image and recording the image on a transferred transfer sheet, in order to faithfully reproduce the recorded original image recorded on the transfer sheet, If one parameter is changed in an attempt to adjust the charging potential, the exposure amount, the toner amount, the color conversion coefficient, and the like, the influence on other control elements, and these parameters are sequentially adjusted to optimum values. It wasn't easy. Therefore, as one of the optimum control methods for a control system in which the influence of such a variation in one parameter affects other control elements, studies have been made to incorporate a neural network into the control system.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ニューラルネットワー
クを用いた制御系は比較的小規模な制御装置により、複
雑に影響し合う複数の制御要素の入力情報に対応した最
適制御が可能になるが、予めニューラルネットワークに
学習させる際に提供された学習情報に寄っては一定のレ
ベル以上の制御結果が得られなかった。本発明は従来技
術におけるかかる課題を解決しようとするものであり、
複数の制御要素が複雑に影響し合う制御系の最適制御が
可能なカオス制御装置およびその学習方法を提供するこ
とを目的とする。
A control system using a neural network enables optimum control corresponding to input information of a plurality of control elements that affect each other in a complicated manner by a relatively small-scale control device. A control result above a certain level could not be obtained depending on the learning information provided when the neural network was made to learn. The present invention is intended to solve such problems in the prior art,
An object of the present invention is to provide a chaos control device capable of optimal control of a control system in which a plurality of control elements affect intricately, and a learning method thereof.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、カオス制御装置は予め設定された出力信号
および複数の結合係数に基づき学習し、学習する毎にそ
の学習結果に応じた結合係数を出力すると共に、入力信
号と出力信号の関係が特定できない被制御系の状態量を
検出し、該被制御系に前記出力信号を制御する制御量を
出力するニューラルネットワークと、該ニューラルネッ
トワークの結合係数を生成させるカオスニューラルネッ
トワークと、結合係数を書換え可能な状態で記憶する結
合係数記憶手段を備えたものであり、カオス制御装置の
学習方法は予め設定された出力信号および複数の結合係
数に基づき学習し、学習する毎にその学習結果に応じた
結合係数を出力すると共に、入力信号と出力信号の関係
が特定できない被制御系の状態量を検出し、該被制御系
に前記出力信号を制御する制御量を出力するニューラル
ネットワークの複数の結合係数を記憶する過程と、複数
の結合係数をカオス的に想起してゆき、カオスニューラ
ルネットワークでの出力ベクトルをニューラルネットワ
ークでの結合係数として用いる過程と、該結合係数を記
憶する過程と、被制御系が出力する出力信号と予め設定
された出力信号の差分を演算する過程と、学習する毎に
順次差分を記憶する過程と、既に記憶されている差分と
新たに演算して得られた差分を比較する過程と、差分を
比較した結果に基づいて、既に記憶されている結合係数
の書換えを指示する過程を含むものである。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a chaos control device learns based on a preset output signal and a plurality of coupling coefficients, and according to the learning result each time it learns. A neural network that outputs a coupling coefficient, detects a state quantity of a controlled system in which a relationship between an input signal and an output signal cannot be specified, and outputs a controlled variable for controlling the output signal to the controlled system, and the neural network And a coupling coefficient storage means for storing the coupling coefficient in a rewritable state. The learning method of the chaos control device is to use a preset output signal and a plurality of coupling coefficients. Based on the learning, the coupling coefficient corresponding to the learning result is output every time learning is performed, and the relationship between the input signal and the output signal cannot be specified. A process of detecting a state quantity of a control system and storing a plurality of coupling coefficients of a neural network which outputs a control amount for controlling the output signal to the controlled system, and chaotically recalling the plurality of coupling coefficients. , A process of using an output vector in a chaotic neural network as a coupling coefficient in a neural network, a process of storing the coupling coefficient, and a process of calculating a difference between an output signal output from a controlled system and a preset output signal Based on the result of comparing the differences, the process of sequentially storing the differences each time learning is performed, the process of comparing the already-stored differences with the differences obtained by newly calculating, and the already stored This includes the process of instructing the rewriting of the coupling coefficient.

【0005】[0005]

【作用】カオス制御装置においては、ニューラルネット
ワークは学習モード時は予め設定された出力信号および
複数の結合係数に基づき学習し、学習する毎にその学習
結果に応じた結合係数を出力する。制御モード時は入力
信号と出力信号の関係が特定できない被制御系の状態量
を検出し、該被制御系に前記出力信号を制御する制御量
を出力する。カオスニューラルネットワークはニューラ
ルネットワークの結合係数を生成させる。結合係数記憶
手段は結合係数を書換え可能な状態で記憶する。
In the chaos control device, the neural network learns in the learning mode based on the preset output signal and the plurality of coupling coefficients, and outputs the coupling coefficient according to the learning result every learning. In the control mode, the state quantity of the controlled system in which the relationship between the input signal and the output signal cannot be specified is detected, and the controlled quantity for controlling the output signal is output to the controlled system. The chaotic neural network generates the coupling coefficient of the neural network. The coupling coefficient storage means stores the coupling coefficient in a rewritable state.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図1は本発明がデジタル複写機に適用さ
れた一実施例に係る制御系の概略を示すブロック図、図
2はデジタル複写機の作像部の各種センサーおよび制御
部の構成を示す模式図である。図2に示すように、本実
施例においても一般的なデジタル複写機が備えている作
像部1の静電写真プロセスを制御する各制御部および各
種センサーを備えていて、原稿画像を忠実に再現できる
ように制御されている。周知の作像過程の概略を説明す
ると、圧板23によってコンタクトガラス22に押し付
けられた原稿Mはコンタクトガラス22に沿って走査す
る照明ランプ20によって照明され、その反射光が鏡体
群21によって固体撮像素子(CCD)2に導かれ、C
CD2によって光電変換されて電気信号に変換され、さ
らにA/D変換器3によって画像デジタルデータに変換
される。画像デジタルデータは画像処理部4で各種の画
像処理が施され、露光制御部41に送られる。露光制御
部41は送られた画像データに従って、図示しないレー
ザーダイオード(LD)の発光を制御し、LDから射出
されたレーザー光によって、予め帯電器24によって高
圧帯電され、回転する感光体ドラム7上に原稿画像に対
応した潜像を形成させる。感光体ドラム7上に形成され
た潜像はやがて現像器6によって現像されてトナー像と
なり、転写位置まで搬送されて、そこで、給紙部5から
送られ、転写分離部8によりコロナ帯電された転写紙上
に転写される。画像転写された転写紙は転写分離部8の
分離帯電によって感光体ドラム7から分離され、定着部
9で加熱加圧されることにより、トナー像が定着され
て、画像記録されたコピーとして機外に排出される。画
像データ量検出器30はA/D変換器3から出力された
画像データのデータ量を検出し、画像検出器31はトナ
ー像が形成された転写紙の画像濃度を読み取って記録濃
度データPDを送出する。温度センサー32および湿度
センサー33はそれぞれ感光体ドラム7周辺の温度およ
び湿度を検出してCPU10にそれらの情報を送出す
る。同様に、表面電位計34は感光体ドラム7表面の電
位を、また、トナー濃度検出計35は現像器6内に収納
されたトナーの濃度を検出して、それぞれ電位データお
よび濃度データをCPU10に送出する。CPU10は
これらの検出情報に従って、感光体ドラム7の表面電
位、LDの露光量、現像器6内のトナーの濃度の最適値
を判定して、それらの値に従って、帯電制御部40を介
して帯電器24を、露光制御部41を介してLDの露光
量を、現像バイアス制御部42を介して現像器6の現像
バイアス電圧を、トナー補給制御部43を介して現像器
6内のトナー量を、また、転写電圧制御部44を介して
転写分離部8の転写電圧をそれぞれ制御する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a control system according to an embodiment in which the present invention is applied to a digital copying machine, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of various sensors and a control section of an image forming section of the digital copying machine. is there. As shown in FIG. 2, even in the present embodiment, each control unit and various sensors for controlling the electrostatic photography process of the image forming unit 1 included in the general digital copying machine are provided, and the original image is faithfully reproduced. It is controlled so that it can be reproduced. The outline of the known image forming process will be described. The original M pressed against the contact glass 22 by the pressure plate 23 is illuminated by the illumination lamp 20 that scans along the contact glass 22, and the reflected light is solid-state imaged by the mirror group 21. Guided to the device (CCD) 2, C
It is photoelectrically converted by the CD 2 and converted into an electric signal, and further converted into image digital data by the A / D converter 3. Various types of image processing are performed on the image digital data by the image processing unit 4, and the image digital data is sent to the exposure control unit 41. The exposure control unit 41 controls the light emission of a laser diode (LD) (not shown) according to the sent image data, and the laser light emitted from the LD is charged to a high voltage in advance by the charger 24 and is rotated on the photosensitive drum 7. A latent image corresponding to the original image is formed on. The latent image formed on the photosensitive drum 7 is eventually developed by the developing device 6 into a toner image, conveyed to a transfer position, where it is fed from the paper feed unit 5 and corona charged by the transfer separation unit 8. It is transferred onto the transfer paper. The transfer sheet on which the image has been transferred is separated from the photosensitive drum 7 by the separation and charging of the transfer separation section 8 and is heated and pressed by the fixing section 9 so that the toner image is fixed and the copy is recorded as an image outside the apparatus. Is discharged to. The image data amount detector 30 detects the data amount of the image data output from the A / D converter 3, and the image detector 31 reads the image density of the transfer paper on which the toner image is formed to obtain the recording density data PD. Send out. The temperature sensor 32 and the humidity sensor 33 respectively detect the temperature and humidity around the photosensitive drum 7 and send the information to the CPU 10. Similarly, the surface potential meter 34 detects the potential of the surface of the photosensitive drum 7, and the toner concentration detector 35 detects the concentration of the toner stored in the developing device 6, and the potential data and the concentration data are respectively sent to the CPU 10. Send out. The CPU 10 determines the optimum value of the surface potential of the photosensitive drum 7, the exposure amount of the LD, and the density of the toner in the developing device 6 according to the detection information, and charges the charge via the charging control unit 40 according to these values. The developing device 24 controls the exposure amount of the LD through the exposure control unit 41, the developing bias voltage of the developing device 6 through the developing bias control unit 42, and the toner amount in the developing device 6 through the toner replenishment control unit 43. In addition, the transfer voltage of the transfer separation unit 8 is controlled via the transfer voltage control unit 44.

【0007】作像部1の制御系の制御データを与えるニ
ューラルネットワーク素子(N/N)11はCPU10
から複写動作開始の指令信号を受信すると、上述の各種
センサーから送出された検出データDDを受信して、学
習によって蓄えられた制御情報に基づいて作像部1の各
制御部のそれぞれの制御データの制御値CDを出力す
る。図3はN/N11の機能を概念的に表した模式図で
ある。N/N11は図3に示すように、画像データ量検
出器30、温度センサー32、湿度センサー33、トナ
ー濃度検出計35および表面電位計34から出力された
各種の検出データDDを受信して、それらの検出データ
DDを4段に配列されたニューロン素子Nijに入力さ
せ、各ニューロン素子Nijの結合係数Wk に従ってデー
タ変換し、帯電制御部40、露光制御部41、現像バイ
アス制御部42、トナー補給制御部43および転写電圧
制御部44の各制御部のそれぞれの制御データCDを出
力する。結合係数Wk は係数メモリ13に記憶されてい
て、カオスニューラルネットワーク素子(カオスN/
N)12は係数メモリ13から結合係数Wk を読み出し
て、入力された各種の検出データDDに適合した結合係
数Wk の組{Wk }をN/N11に出力する。N/N1
1はカオスN/N12から出力された結合係数Wkの組
{Wk }に基づいて作像部1の各制御部のそれぞれの制
御データの制御値CDを出力し、作像部1の各制御部は
与えられた制御値CDに従って各制御対象を制御して静
電写真プロセスを実行する。画像検出器31で転写紙の
画像を読み取った記録濃度データPDは第1比較器16
に入力され、予め、転写紙の画像を読み取って画像メモ
リ15に蓄えられていた1枚分の原稿に対応する画像デ
ータVDと比較され、その差分が演算されて差分データ
DFとして出力される。差分データDFは第2比較器1
7に入力され、予め、差分メモリ14に蓄えられていた
差分データDF’と比較され、その比較出力がCPU1
0に出力される。CPU10は第1比較器16から出力
された差分データDFが差分メモリ14に蓄えられてい
た差分データDF’より小さい時、差分メモリ14に蓄
えられていた差分データDF’を第1比較器16から出
力された差分データDFに置き換えると共に、係数メモ
リ13に蓄えられていた結合係数Wk を画像検出器31
が記録濃度データPDを読み取った転写紙の記録画像の
形成の際、作像部1の各制御部の制御値CDを決定する
に用いられた結合係数Wk の組{Wk }に置き換える。
一方、第1比較器16から出力された差分データDFが
差分メモリ14に蓄えられていた差分データDF’以上
の時は、差分メモリ14に蓄えられていた差分データD
F’および係数メモリ13に蓄えられていた結合係数W
k を更新すること無く、それぞれ蓄えられていたデータ
を保持する。なお、作像部1の原稿画像の作像動作に先
立って、カオスN/N12の学習処理操作が行われる。
まず、コンタクトガラス22上にテストチャートが載置
され、その画像をCCD2で読み取った画像データVD
を画像メモリ15に蓄えると共に、この画像データVD
に従って画像形成された転写紙の画像を読み取った記録
濃度データPDの値と画像データVDの差分データDF
が所定の値を下回った時の各制御部の制御値CDを決定
するに用いられた結合係数Wk の一定数の組{Wk }を
係数メモリ13に蓄える。そして、上述の学習処理操作
が繰り返される毎に、係数メモリ13には、より適切な
結合係数Wk の組{Wk }が蓄えられる。図4は作像部
1の制御系の実際のハードウエアの構成を示したブロッ
ク図である。N/N11、カオスN/N12、設定部1
9および係数メモリ13、差分メモリ14、画像メモリ
15を含む記憶装置18がデータバスを介してCPU1
0と通信接続されている。設定部19では図示しない操
作パネルのキー操作により記憶装置18に保存される記
憶内容の変更や設定を行う。
The neural network element (N / N) 11 for giving control data of the control system of the image forming unit 1 is a CPU 10
When a command signal for starting a copying operation is received from the control unit, the control data of each control unit of the image forming unit 1 is received based on the control information stored by learning by receiving the detection data DD sent from the various sensors described above. The control value CD of is output. FIG. 3 is a schematic diagram conceptually showing the function of the N / N 11. As shown in FIG. 3, the N / N 11 receives various detection data DD output from the image data amount detector 30, the temperature sensor 32, the humidity sensor 33, the toner concentration detector 35, and the surface potential meter 34, The detected data DD are input to the neuron elements N ij arranged in four stages, data conversion is performed according to the coupling coefficient W k of each neuron element N ij , and the charging controller 40, the exposure controller 41, the developing bias controller 42. The control data CD of each control unit of the toner replenishment control unit 43 and the transfer voltage control unit 44 is output. The coupling coefficient W k is stored in the coefficient memory 13, and the chaotic neural network element (chaos N /
N) 12 reads the coupling coefficient W k from the coefficient memory 13 and outputs to the N / N 11 a set {W k } of coupling coefficients W k suitable for the various detected data DD that has been input. N / N1
1 outputs the control value CD of each control data of each control unit of the image forming unit 1 based on the set {W k } of the coupling coefficient W k output from the chaos N / N 12, and each of the image forming units 1 The control unit controls each controlled object according to the given control value CD to execute the electrostatographic process. The recording density data PD obtained by reading the image on the transfer paper with the image detector 31 is used as the first comparator 16
The image on the transfer paper is read in advance and compared with the image data VD corresponding to one original document stored in the image memory 15, and the difference is calculated and output as difference data DF. The difference data DF is the second comparator 1
7, the difference data DF ′ previously stored in the difference memory 14 is compared, and the comparison output is the CPU 1
It is output to 0. When the difference data DF output from the first comparator 16 is smaller than the difference data DF ′ stored in the difference memory 14, the CPU 10 outputs the difference data DF ′ stored in the difference memory 14 from the first comparator 16. The combined coefficient W k stored in the coefficient memory 13 is replaced with the output difference data DF, and the image detector 31
Replaces the set {W k } of the coupling coefficient W k used for determining the control value CD of each control unit of the image forming unit 1 when the recording image of the transfer paper is formed by reading the recording density data PD.
On the other hand, when the difference data DF output from the first comparator 16 is equal to or greater than the difference data DF ′ stored in the difference memory 14, the difference data D stored in the difference memory 14
F'and the coupling coefficient W stored in the coefficient memory 13
The stored data is retained without updating k . Before the image forming operation of the document image by the image forming unit 1, the learning processing operation of chaos N / N 12 is performed.
First, a test chart is placed on the contact glass 22, and the image is read by the CCD 2 to obtain image data VD.
Is stored in the image memory 15 and the image data VD
The difference data DF between the value of the recording density data PD and the image data VD obtained by reading the image of the transfer paper image-formed according to
The constant value set {W k } of the coupling coefficient W k used for determining the control value CD of each control unit when is less than a predetermined value is stored in the coefficient memory 13. Then, each time the above-described learning processing operation is repeated, a more appropriate set {W k } of coupling coefficients W k is stored in the coefficient memory 13. FIG. 4 is a block diagram showing the actual hardware configuration of the control system of the image forming unit 1. N / N11, chaos N / N12, setting unit 1
9 and coefficient memory 13, difference memory 14, storage device 18 including image memory 15 is connected to CPU 1 via a data bus.
0 is connected for communication. The setting unit 19 changes or sets the storage contents stored in the storage device 18 by operating a key on an operation panel (not shown).

【0008】ここで、N/N11およびカオスN/N1
2について、さらに詳述する。図5はN/N11とカオ
スN/N12の関係を一般化して示した概念図である。
制御対象1’は入力信号Inを受信して、出力信号Ou
tを出力する。制御対象1’からN/N11に状態量o
1が入力され、N/N11から制御対象1’に制御量i
1を出力する。まず、学習処理操作によって、実験的に
求められたN/N11の結合係数Wk の一定数の組{W
k }を与え、メモリに蓄えておく。カオスN/N12は
メモリから結合係数Wk を読み出し、カオス的挙動によ
って随時新たな結合係数Wk を想起する。出力信号Ou
tと1ステージ前の出力信号Out’の差d(t)が1
ステージ前の差d(t−1)と比較され、d(t)<d
(t−1)の時、結合係数Wk が更新される。
Here, N / N11 and chaos N / N1
2 will be described in more detail. FIG. 5 is a conceptual diagram showing a generalized relationship between N / N 11 and chaos N / N 12.
The controlled object 1 ′ receives the input signal In and outputs the output signal Ou.
Output t. State quantity o from controlled object 1'to N / N 11
1 is input and the controlled variable i is input from the N / N 11 to the controlled object 1 ′.
1 is output. First, a set of constants {W of the coupling coefficient W k of N / N11 obtained experimentally by the learning processing operation {W
k } is given and stored in the memory. The chaos N / N 12 reads out the coupling coefficient W k from the memory and recalls the new coupling coefficient W k at any time according to chaotic behavior. Output signal Ou
The difference d (t) between t and the output signal Out ′ one stage before is 1
Compared with the difference d (t-1) before the stage, d (t) <d
At (t-1), the coupling coefficient Wk is updated.

【0009】図6はN/N11およびカオスN/N12
のモデル構造を示した模式図である。即ち、N/N11
は(b)に示すような層構造のモデル構造を有し、カオ
スN/N12は(a)に示すような網目構造のモデル構
造を有している。図7はN/N11およびカオスN/N
12を構成するニューロン素子nijの機能モデルを示し
た模式図である。ニューロン素子nijは入力情報xi
対して結合係数wk を掛けて重み付けし、それらの和X
=Σxi i の応答関数Y=f(X)の変換出力を出力
する。応答関数Yとしては、例えば、図8に示したよう
なY=1/〔1+ EXP(−X)〕で表されるシグモイド
関数を用いることができる。なお、N/N11はソフト
ウエアにより構成することもできる。上述の学習処理操
作によって、制御対象1’の入力信号Inと出力信号O
utが一致するような結合係数Wk の値がそれぞれ決定
される。応答関数Y=f(X)が明らかになっていなく
ても、学習処理操作を経ることによって、新たな入力信
号Inに的確に応答する出力信号Outが出力されるよ
うになる。なお、学習方法としては出力側の結合係数W
k から順次補正していくバックプロパゲーション法を用
いることができる。学習処理操作は装置の起動時のみで
なく、装置の稼働時に間欠的に行う様にしても良い。図
9は本実施例において、学習処理を経た後、変換処理を
行った時の入出力データの例を示したものである。この
例では(1)〜(3)に示す入力データを入力した時、
(1)〜(3)に示す出力データが出力されるような結
合係数Wk を係数メモリ13に記憶させる学習処理を行
わせることにより、(4)に示す入力データを入力した
時、(4)に示す出力データが出力されるようになる。
カオスN/N12では既知のパターンデータを記憶させ
た時、所望の出力パターンデータが出力されるような相
関行列の和を結合係数wk として設定する。N/N11
のみを用いた制御系では学習処理操作によって次第に出
力信号Outが一定の値に収斂するのに対して、カオス
N/N12を用いた制御系では学習処理操作によって出
力信号Outが一定の値に収斂することがない。従っ
て、本実施例においては最適値が収束値の近傍になかっ
た場合でも、やがて最適値に到達することができる。つ
まり、カオスN/N12は記憶させたパターンデータに
依存しつつ、カオス的に変動する異なる結合係数wk
次々に限り無く出力する。
FIG. 6 shows N / N11 and chaos N / N12.
It is a schematic diagram showing the model structure of. That is, N / N11
Has a layered model structure as shown in (b), and chaos N / N 12 has a meshed model structure as shown in (a). FIG. 7 shows N / N 11 and chaos N / N.
12 is a schematic diagram showing a functional model of a neuron element nij forming 12; FIG. The neuron element n ij multiplies the input information x i by the coupling coefficient w k and weights it, and sums them.
= Σx i w i The converted output of the response function Y = f (X) is output. As the response function Y, for example, a sigmoid function represented by Y = 1 / [1+ EXP (−X)] as shown in FIG. 8 can be used. The N / N 11 can also be configured by software. By the learning processing operation described above, the input signal In and the output signal O of the controlled object 1 '
The values of the coupling coefficient W k such that ut match are determined. Even if the response function Y = f (X) has not been clarified, the output signal Out that accurately responds to the new input signal In is output through the learning processing operation. As a learning method, the output side coupling coefficient W
A backpropagation method that sequentially corrects from k can be used. The learning processing operation may be performed not only when the apparatus is started up but also intermittently when the apparatus is in operation. FIG. 9 shows an example of input / output data when the conversion process is performed after the learning process in the present embodiment. In this example, when the input data shown in (1) to (3) is input,
When the input data shown in (4) is input by performing the learning process of storing the coupling coefficient W k in the coefficient memory 13 such that the output data shown in (1) to (3) is output, The output data shown in () will be output.
In the chaos N / N 12, when the known pattern data is stored, the sum of the correlation matrix that outputs the desired output pattern data is set as the coupling coefficient w k . N / N11
In the control system using only the output signal Out gradually converges to a constant value by the learning processing operation, whereas in the control system using the chaotic N / N 12, the output signal Out converges to a constant value by the learning processing operation. There is nothing to do. Therefore, in the present embodiment, even when the optimum value is not near the convergent value, the optimum value can be reached soon. That is, the chaos N / N 12 outputs the different chaotically varying coupling coefficients w k infinitely one after another, depending on the stored pattern data.

【0010】[0010]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、予め設定された出力信号および複数の結合係
数に基づき学習し、学習する毎にその学習結果に応じた
結合係数を出力すると共に、入力信号と出力信号の関係
が特定できない被制御系の状態量を検出し、該被制御系
に前記出力信号を制御する制御量を出力するニューラル
ネットワークと、該ニューラルネットワークの結合係数
を生成させるカオスニューラルネットワークを備え、結
合係数を書換え可能な状態で記憶するようにしたので、
例えば、後に学習した結果と比較する等の後処理が可能
になり、また、ニューラルネットワークの学習機能を補
完することができる。請求項2記載の発明によれば、カ
オスニューラルネットワークはカオス的挙動を起こさせ
る結合係数を予め記憶するようにしたので、被制御系に
的確な出力信号を出力させるニューラルネットワークの
結合係数を生成させることができる。請求項3記載の発
明によれば、被制御系が出力する出力信号と被制御系が
既に出力した出力信号の差分を演算し、学習する毎に順
次差分を記憶し、記憶した差分と新たに演算した差分を
比較し、その比較結果に基づいて記憶した結合係数の書
換えを指示する書換え指示信号を出力するようにしたの
で、被制御系に複雑な制御機能を付与することなく、ニ
ューラルネットワークの最適な結合係数を柔軟に設定で
きる。請求項4記載の発明によれば、被制御系の動作開
始を検出すると共に、ニューラルネットワークに学習終
了を指示できるようにしたので、必要以上の学習処理操
作を省くことができるから、装置を効率良く稼働させる
ことができる。請求項5記載の発明によれば、学習終了
指示手段により学習終了が指示された後は、予め設定さ
れた出力信号および複数の結合係数に基づき学習し、学
習する毎にその学習結果に応じた結合係数を出力すると
共に、ニューラルネットワークのみで被制御系の状態量
を検出し、該被制御系に出力信号を制御する制御量を出
力するようにしたので、学習終了後の被制御系に対する
制御の汎用性が向上する。請求項6記載の発明によれ
ば、被制御系の動作中か否かを判定し、動作中と判定し
た時に所定時間毎にニューラルネットワークに学習開始
を指示するようにしたので、被制御系の経時変化や経時
劣化に追随することができる。請求項7記載の発明によ
れば、既に記憶した差分と新たに演算した差分を比較
し、その結果、既に記憶されている差分が新たに演算し
て得られた差分より小さい場合には、既に記憶されてい
る結合係数を書換えることなく、ニューラルネットワー
クでの結合係数として用い、既に記憶されている差分が
新たに演算して得られた差分より小さくない場合には、
既に記憶されている結合係数を新たに演算して得られた
差分に書換えて、ニューラルネットワークでの結合係数
として用いることを指示するようにしたので、複雑なソ
フトウエアロジックを用いること無く被制御系が変わっ
ても柔軟に制御でき、さらに、ニューラルネットワーク
の結合係数を書き換えて最適なものにすることができ
る。請求項8記載の発明によれば、原稿を読み取って得
た画像データを入力信号とし、転写紙に記録済の記録画
像を読み取って得た画像データを出力信号とし、静電写
真プロセスの状態を検出する検出手段の検出値を状態量
とする、感光体を備えた画像形成装置の静電写真プロセ
スを制御する制御手段を被制御系としたので、静電写真
プロセス制御に最適な結合係数を求めることができる。
請求項9記載の発明によれば、ニューラルネットワーク
が複数のニューロンが結合係数で関係付けられながら網
目状に形成されて成り、カオスニューラルネットワーク
がカオス的に変動する関数を与えられた複数のニューロ
ンが結合係数で関係付けられながら相互に接続されて成
り、画像形成装置は原稿を読み取って画像データに変換
た画像データに基づいて、予め帯電させた感光体を露光
して原稿画像の潜像を形成させ、トナーにより感光体上
に形成された潜像を現像して顕像に転換し、給送された
転写紙に顕像を転写し、原稿を読み取って得た画像デー
タの黒画素の量を検出し、感光体の表面電位およびその
近傍の湿度と温度を検出し、現像手段のトナー濃度を検
出し、感光体の帯電量と、露光手段の露光量と、感光体
と前記現像手段の間のバイアス電圧を制御し、転写紙に
転写された顕像を読み取って画像データに変換するもの
であり、さらに、予め記憶した差分より新たに演算した
差分が小さい時、既に記憶された結合係数の書換えを指
示するようにしたので、画像形成装置の静電写真プロセ
スを的確に制御できる。請求項10記載の発明によれ
ば、予め設定された出力信号および複数の結合係数に基
づき学習し、学習する毎にその学習結果に応じた結合係
数を出力すると共に、被制御系の状態量を検出し、該被
制御系に前記出力信号を制御する制御量を出力するニュ
ーラルネットワークの複数の結合係数を記憶し、複数の
結合係数をカオス的に想起してゆき、カオスニューラル
ネットワークでの出力ベクトルをニューラルネットワー
クでの結合係数として用い、該結合係数を記憶し、被制
御系が出力する出力信号と予め設定された出力信号の差
分を演算し、学習する毎に順次差分を記憶し、既に記憶
されている差分と新たに演算して得られた差分を比較し
た結果に基づいて、既に記憶されている結合係数の書換
えを指示する各過程を含むようにしたので、複雑なソフ
トウエアロジックを用いること無く被制御系が変わって
も柔軟に制御できる。請求項11記載の発明によれば、
ニューラルネットワークの学習終了を判定し、その学習
終了後、差分を比較した結果、既に記憶されている差分
が新たに演算して得られた差分より小さい場合には、既
に記憶されている結合係数を書換えることなく、ニュー
ラルネットワークでの結合係数として用いる各過程を含
むようにしたので、複雑なソフトウエアロジックを用い
ること無く被制御系が変わっても柔軟に制御でき、さら
に、ニューラルネットワークの結合係数を書き換えて最
適なものにすることができる。請求項12記載の発明に
よれば、予め設定された出力信号および複数の結合係数
に基づき学習し、学習する毎にその学習結果に応じた結
合係数を出力すると共に、被制御系の状態量を検出し、
該被制御系に前記出力信号を制御する制御量を出力する
ニューラルネットワークと、ニューラルネットワークの
カオス的挙動を起こさせる結合係数を予め記憶し、ニュ
ーラルネットワークの結合係数を生成させるカオスニュ
ーラルネットワークと、結合係数を書換え可能な状態で
記憶するカオス制御装置において、ニューラルネットワ
ークの複数の結合係数を記憶し、複数の結合係数をカオ
ス的に想起してゆき、カオスニューラルネットワークで
の出力ベクトルをニューラルネットワークでの結合係数
として用い、結合係数を記憶し、被制御系が出力する出
力信号と予め設定された出力信号の差分を演算し、学習
する毎に順次差分を記憶し、既に記憶されている差分と
新たに演算して得られた差分を比較した結果に基づい
て、既に記憶されている結合係数の書換えを指示する各
過程を含むようにしたので、複雑なソフトウエアロジッ
クを用いること無く被制御系が変わっても柔軟に制御で
き、さらに、ニューラルネットワークの結合係数を書き
換えて最適なものにすることができる。
As described above, according to the first aspect of the invention, learning is performed on the basis of a preset output signal and a plurality of coupling coefficients, and each time learning is performed, a coupling coefficient corresponding to the learning result is output. In addition, the state quantity of the controlled system in which the relationship between the input signal and the output signal cannot be specified is detected, and the neural network for outputting the controlled quantity for controlling the output signal to the controlled system and the coupling coefficient of the neural network are Since it has a chaotic neural network to generate and stores the coupling coefficient in a rewritable state,
For example, post-processing such as comparison with a result learned later can be performed, and the learning function of the neural network can be complemented. According to the invention described in claim 2, since the chaotic neural network stores the coupling coefficient that causes the chaotic behavior in advance, the coupling coefficient of the neural network that causes the controlled system to output an accurate output signal is generated. be able to. According to the third aspect of the present invention, the difference between the output signal output by the controlled system and the output signal already output by the controlled system is calculated, and each time the learning is performed, the difference is sequentially stored, and the stored difference is newly stored. Since the calculated differences are compared and the rewriting instruction signal for instructing the rewriting of the stored coupling coefficient is output based on the comparison result, it is possible to control the neural network without adding a complicated control function to the controlled system. The optimum coupling coefficient can be set flexibly. According to the invention described in claim 4, since the start of operation of the controlled system can be detected and the end of learning can be instructed to the neural network, it is possible to omit unnecessary learning processing operations, so that the apparatus is efficient. It can be operated well. According to the fifth aspect of the present invention, after the learning end instructing means gives an instruction to end the learning, the learning is performed based on the preset output signal and the plurality of coupling coefficients, and each time the learning is performed, the learning result is responded to. In addition to outputting the coupling coefficient, the state quantity of the controlled system is detected only by the neural network, and the control quantity for controlling the output signal is output to the controlled system. The versatility of is improved. According to the sixth aspect of the present invention, it is determined whether the controlled system is operating, and when it is determined that the controlled system is operating, the neural network is instructed to start learning every predetermined time. It is possible to follow changes with time and deterioration with time. According to the invention of claim 7, the difference already stored and the newly calculated difference are compared, and as a result, if the already stored difference is smaller than the newly obtained difference, If the stored coupling coefficient is used as a coupling coefficient in the neural network without being rewritten and the already stored difference is not smaller than the newly obtained difference,
Since the stored coupling coefficient is rewritten to the difference obtained by a new calculation to instruct to use it as the coupling coefficient in the neural network, the controlled system can be used without using complicated software logic. Even if is changed, the control can be flexibly performed, and further, the coupling coefficient of the neural network can be rewritten to make it optimal. According to the invention described in claim 8, the image data obtained by reading the original is used as an input signal, and the image data obtained by reading the recorded image recorded on the transfer paper is used as an output signal, and the state of the electrostatic photography process is determined. The control system for controlling the electrostatographic process of the image forming apparatus equipped with the photoconductor, which uses the detection value of the detecting means for detection as the state quantity, is the controlled system, so that the optimum coupling coefficient for the electrostatographic process control is obtained. You can ask.
According to the ninth aspect of the invention, the neural network is formed by forming a plurality of neurons in a mesh shape while being related by the coupling coefficient, and the chaotic neural network is provided with a plurality of neurons to which a chaotically varying function is given. The image forming apparatus forms a latent image of an original image by exposing a pre-charged photoconductor on the basis of image data obtained by reading an original and converting it into image data while being related to each other by a coupling coefficient. Then, the latent image formed on the photoconductor is developed with toner and converted into a visible image, the developed image is transferred to the fed transfer paper, and the amount of black pixels in the image data obtained by reading the original is determined. The surface potential of the photoconductor and the humidity and temperature in the vicinity thereof are detected, and the toner concentration of the developing unit is detected, and the charge amount of the photoconductor, the exposure amount of the exposing unit, the photoconductor and the developing unit are detected. The bias voltage is controlled to read the visible image transferred to the transfer paper and convert it into image data. Furthermore, when the newly calculated difference is smaller than the previously stored difference, the coupling coefficient of the already stored Since the rewriting is instructed, the electrostatic photography process of the image forming apparatus can be accurately controlled. According to the invention as set forth in claim 10, learning is performed based on a preset output signal and a plurality of coupling coefficients, and each time learning is performed, a coupling coefficient corresponding to the learning result is output, and the state quantity of the controlled system is calculated. The plurality of coupling coefficients of the neural network that detects and outputs the control amount for controlling the output signal to the controlled system is stored, and the plurality of coupling coefficients are chaotically recalled, and the output vector of the chaotic neural network is stored. Is used as the coupling coefficient in the neural network, the coupling coefficient is stored, the difference between the output signal output by the controlled system and the preset output signal is calculated, and the difference is sequentially stored each time learning is performed, and the difference is stored in advance. Based on the result of comparing the difference obtained by the new calculation with the difference obtained, the process of instructing the rewriting of the coupling coefficient already stored is included. Even the control system is changed without the use of miscellaneous software logic can be flexibly controlled. According to the invention of claim 11,
After the learning of the neural network is judged to be completed, and after the learning is completed, if the difference stored is smaller than the difference newly calculated, the already stored coupling coefficient is changed. Since each process used as the coupling coefficient in the neural network is included without rewriting, it is possible to flexibly control even if the controlled system changes without using complicated software logic. Can be rewritten to be optimal. According to the twelfth aspect of the present invention, learning is performed based on a preset output signal and a plurality of coupling coefficients, a coupling coefficient corresponding to the learning result is output each time the learning is performed, and the state quantity of the controlled system is calculated. Detect and
A neural network that outputs a control amount that controls the output signal to the controlled system, a chaotic neural network that stores in advance a coupling coefficient that causes a chaotic behavior of the neural network, and generates a coupling coefficient of the neural network; In a chaotic controller that stores coefficients in a rewritable state, a plurality of coupling coefficients of a neural network are stored, the plurality of coupling coefficients are chaotically recalled, and an output vector of the chaotic neural network is It is used as a coupling coefficient, the coupling coefficient is stored, the difference between the output signal output by the controlled system and the preset output signal is calculated, and the difference is sequentially stored each time learning is performed, and the difference already stored Is already stored based on the result of comparing the differences obtained by Since it includes each process for instructing the rewriting of the coupling coefficient, it is possible to flexibly control even if the controlled system changes without using complicated software logic. Can be something.

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

【図1】本発明の一実施例に係るデジタル複写機の制御
系の概略を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a control system of a digital copying machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】デジタル複写機の作像部の各種センサーおよび
制御部の構成を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of various sensors and a control unit of an image forming unit of a digital copying machine.

【図3】ニューラルネットワークの機能を概念的に表し
た模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram conceptually showing the function of a neural network.

【図4】作像部の制御系の実際のハードウエアの構成を
示したブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an actual hardware configuration of a control system of an image forming unit.

【図5】ニューラルネットワークとカオスニューラルネ
ットワークの関係を一般化して示した概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a generalized relationship between a neural network and a chaotic neural network.

【図6】ニューラルネットワークとカオスニューラルネ
ットワークのモデル構造を示した模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing model structures of a neural network and a chaotic neural network.

【図7】ニューロン素子の機能モデルを示した模式図で
ある。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a functional model of a neuron element.

【図8】シグモイド関数を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a sigmoid function.

【図9】学習処理と、変換処理を行う時の入出力データ
の例を示した表図である。
FIG. 9 is a table showing an example of input / output data when performing learning processing and conversion processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 CCD 6 現像器 7 感光体ドラム 8 転写分離部 10 CPU 11 ニューラルネットワーク素子(N/N) 12 カオスニューラルネットワーク(カオスN/N) 13 係数メモリ 14 差分メモリ 15 画像メモリ 16 第1比較器 17 第2比較器 24 帯電器 30 画像データ量検出器 31 画像検出器 32 温度センサー 33 湿度センサー 34 表面電位計 35 トナー濃度検出計 40 帯電制御部 41 露光制御部 42 現像バイアス制御部 43 トナー補給制御部 44 転写電圧制御部 2 CCD 6 developing device 7 photoconductor drum 8 transfer separation unit 10 CPU 11 neural network element (N / N) 12 chaotic neural network (chaos N / N) 13 coefficient memory 14 difference memory 15 image memory 16 first comparator 17th 2 Comparator 24 Charger 30 Image Data Amount Detector 31 Image Detector 32 Temperature Sensor 33 Humidity Sensor 34 Surface Potential Meter 35 Toner Density Detector 40 Charge Control Section 41 Exposure Control Section 42 Development Bias Control Section 43 Toner Supply Control Section 44 Transfer voltage controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小嶋 晃 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 丸山 幸之助 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 鈴木 弘修 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Akira Kojima 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72) Konosuke Maruyama 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Shares Inside Ricoh Company (72) Inventor Hironori Suzuki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company, Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め設定された出力信号および複数の結
合係数に基づき学習し、学習する毎にその学習結果に応
じた結合係数を出力すると共に、入力信号と出力信号の
関係が特定できない被制御系の状態量を検出し、該被制
御系に前記出力信号を制御する制御量を出力するニュー
ラルネットワークと、該ニューラルネットワークの結合
係数を生成させるカオスニューラルネットワークと、結
合係数を書換え可能な状態で記憶する結合係数記憶手段
を備えたカオス制御装置。
1. A controlled device in which learning is performed based on a preset output signal and a plurality of coupling coefficients, a coupling coefficient corresponding to the learning result is output each time learning is performed, and a relationship between an input signal and an output signal cannot be specified. A neural network that detects a state quantity of the system and outputs a controlled variable that controls the output signal to the controlled system, a chaotic neural network that generates a coupling coefficient of the neural network, and a coupling coefficient that can be rewritten. A chaos control device having a coupling coefficient storage means for storing.
【請求項2】 カオスニューラルネットワークはカオス
的挙動を起こさせる結合係数を予め記憶しているもので
ある請求項1記載のカオス制御装置。
2. The chaotic control apparatus according to claim 1, wherein the chaotic neural network stores in advance a coupling coefficient that causes chaotic behavior.
【請求項3】 被制御系が出力する出力信号を記憶する
出力信号記憶手段と、前記被制御系が出力する出力信号
と前記出力信号記憶手段から読み出した出力信号の差分
を演算する差分演算手段と、学習する毎に順次差分を記
憶する差分記憶手段と、該差分記憶手段が記憶する差分
と前記差分演算手段が演算した差分を比較し、その比較
結果に基づいて結合係数記憶手段に記憶された結合係数
の書換えを指示する書換え指示信号を出力する第1の書
換指示手段を備えた請求項1記載のカオス制御装置。
3. Output signal storage means for storing an output signal output from the controlled system, and difference calculation means for calculating a difference between the output signal output from the controlled system and the output signal read from the output signal storage means. A difference storage means for sequentially storing a difference each time learning is performed, a difference stored in the difference storage means and a difference calculated by the difference calculation means are compared, and stored in the coupling coefficient storage means based on the comparison result. The chaos control device according to claim 1, further comprising a first rewriting instruction means for outputting a rewriting instruction signal for instructing rewriting of the coupling coefficient.
【請求項4】 被制御系の動作開始を検出すると共に、
ニューラルネットワークに学習終了を指示する学習終了
指示手段を備えた請求項3記載のカオス制御装置。
4. The start of operation of the controlled system is detected, and
4. The chaos control device according to claim 3, further comprising learning end instruction means for instructing the neural network to end learning.
【請求項5】 学習終了指示手段により学習終了が指示
された後は、予め設定された出力信号および複数の結合
係数に基づき学習し、学習する毎にその学習結果に応じ
た結合係数を出力すると共に、ニューラルネットワーク
のみで入力信号と出力信号の関係が特定できない被制御
系の状態量を検出し、該被制御系に前記出力信号を制御
する制御量を出力するように指示する制御指示手段を備
えた請求項4記載のカオス制御装置。
5. After learning is instructed by the learning end instruction means, learning is performed based on a preset output signal and a plurality of coupling coefficients, and each time learning is performed, a coupling coefficient corresponding to the learning result is output. At the same time, a control instruction means for detecting the state quantity of the controlled system in which the relationship between the input signal and the output signal cannot be specified only by the neural network and for instructing the controlled system to output the controlled quantity for controlling the output signal is provided. The chaos control device according to claim 4, which is provided.
【請求項6】 被制御系の動作中か否かを判定し、動作
中と判定した時に所定時間毎にニューラルネットワーク
に学習開始を指示する学習開始指示手段を備えた請求項
3記載のカオス制御装置。
6. The chaos control according to claim 3, further comprising a learning start instruction means for instructing the neural network to start learning every predetermined time when it is determined whether the controlled system is operating or not. apparatus.
【請求項7】 差分記憶手段が記憶する差分と差分演算
手段が演算した差分を比較し、その結果、既に前記差分
記憶手段に記憶されている差分が新たに演算して得られ
た差分より小さい場合には、既に記憶されている結合係
数を書換えることなく、ニューラルネットワークでの結
合係数として用い、既に前記差分記憶手段に記憶されて
いる差分が新たに演算して得られた差分より小さくない
場合には、既に前記差分記憶手段に記憶されている結合
係数を新たに演算して得られた差分に書換えて、前記ニ
ューラルネットワークでの結合係数として用いることを
指示する第2の書換指示手段を備えた請求項3記載のカ
オス制御装置。
7. The difference stored in the difference storage means is compared with the difference calculated by the difference calculation means, and as a result, the difference already stored in the difference storage means is smaller than the difference newly calculated. In this case, the previously stored coupling coefficient is used as the coupling coefficient in the neural network without being rewritten, and the difference already stored in the difference storage means is not smaller than the newly obtained difference. In this case, the second rewriting instruction means for instructing to rewrite the coupling coefficient already stored in the difference storage means to the difference obtained by newly calculating and to use as the coupling coefficient in the neural network is provided. The chaos control device according to claim 3, which is provided.
【請求項8】 入力信号は原稿を読み取って得た画像デ
ータであり、出力信号は転写紙に記録済の記録画像を読
み取って得た画像データであり、被制御系は感光体を備
えた画像形成装置の静電写真プロセスを制御する制御手
段であり、状態量は前記静電写真プロセスの状態を検出
する検出手段の検出値である請求項3または7記載のカ
オス制御装置。
8. The input signal is image data obtained by reading a document, the output signal is image data obtained by reading a recorded image recorded on a transfer sheet, and the controlled system is an image provided with a photoconductor. The chaos control device according to claim 3 or 7, which is a control unit that controls the electrostatographic process of the forming apparatus, and the state quantity is a detection value of a detection unit that detects the state of the electrostatographic process.
【請求項9】 ニューラルネットワークは複数のニュー
ロンが結合係数で関係付けられながら網目状に形成され
て成り、カオスニューラルネットワークはカオス的に変
動する関数を与えられた複数のニューロンが結合係数で
関係付けられながら相互に接続されて成り、画像形成装
置は原稿を読み取って画像データに変換する画像読取手
段と、該画像読取手段により得た画像データに基づいて
感光体を露光して原稿画像の潜像を形成させる露光手段
と、予め前記感光体を帯電させる帯電手段と、トナーに
より前記感光体上に形成された潜像を現像して顕像に転
換する現像手段と、給送された転写紙に前記顕像を転写
する転写手段と、前記画像読取手段により得た画像デー
タの黒画素の量を検出する画像データ量検出手段と、前
記感光体近傍の湿度を検出する湿度検出手段と、前記感
光体近傍の温度を検出する温度検出手段と、前記現像手
段のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記
感光体の表面電位を検出する表面電位検出手段と、前記
帯電手段による帯電量を制御する帯電制御手段と、前記
露光手段の露光量を制御する露光量制御手段と、前記感
光体と前記現像手段の間のバイアス電圧を制御する現像
バイアス電圧制御手段と、前記転写手段により転写紙に
転写された前記顕像を読み取って画像データに変換する
記録画像検出手段を備え、さらに、第1の書換指示手段
は差分記憶手段が記憶する差分より差分演算手段が演算
した差分が小さい時、結合係数記憶手段に記憶された結
合係数の書換えを指示する書換え指示信号を出力するも
のである請求項8記載のカオス制御装置。
9. A neural network is formed by meshing a plurality of neurons in association with a coupling coefficient, and in a chaotic neural network, a plurality of neurons to which a chaotically varying function is given are associated with a coupling coefficient. The image forming apparatus is connected to each other while being connected to each other, and the image forming apparatus reads an original and converts it into image data, and a latent image of the original image by exposing the photoconductor based on the image data obtained by the image reading means. To form a latent image formed on the photoconductor by toner to develop the latent image formed on the photoconductor and convert the latent image into a visible image. A transfer unit that transfers the visible image, an image data amount detection unit that detects the amount of black pixels of the image data obtained by the image reading unit, and a humidity near the photoconductor. Humidity detecting means for detecting the temperature, temperature detecting means for detecting the temperature in the vicinity of the photoconductor, toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of the developing means, and surface potential detecting means for detecting the surface potential of the photoconductor. A charging control means for controlling the amount of charge by the charging means, an exposure amount control means for controlling the exposure amount of the exposure means, and a developing bias voltage control for controlling the bias voltage between the photoconductor and the developing means. Means and a recorded image detecting means for reading the visible image transferred onto the transfer paper by the transferring means and converting it into image data, and the first rewriting instruction means further calculates a difference from the difference stored in the difference storing means. 9. The chaos control device according to claim 8, wherein when the difference calculated by the means is small, a rewriting instruction signal for instructing rewriting of the coupling coefficient stored in the coupling coefficient storage means is output. .
【請求項10】 予め設定された出力信号および複数の
結合係数に基づき学習し、学習する毎にその学習結果に
応じた結合係数を出力すると共に、入力信号と出力信号
の関係が特定できない被制御系の状態量を検出し、該被
制御系に前記出力信号を制御する制御量を出力するニュ
ーラルネットワークの複数の結合係数を結合係数記憶手
段に記憶する過程と、複数の結合係数をカオス的に想起
してゆき、カオスニューラルネットワークでの出力ベク
トルを前記ニューラルネットワークでの結合係数として
用いる過程と、該結合係数を記憶する過程と、被制御系
が出力する出力信号と予め設定された出力信号の差分を
演算し、差分を差分記憶手段に記憶する過程と、学習す
る毎に順次差分を記憶する過程と、既に前記差分記憶手
段に記憶されている差分と新たに演算して得られた差分
を比較する過程と、差分を比較した結果に基づいて、既
に前記結合係数記憶手段に記憶されている結合係数の書
換えを指示する過程を含むカオス制御装置の学習方法。
10. A controlled device which performs learning based on a preset output signal and a plurality of coupling coefficients, outputs a coupling coefficient corresponding to the learning result each time learning is performed, and cannot specify a relationship between an input signal and an output signal. A process of detecting a state quantity of the system and storing a plurality of coupling coefficients of a neural network for outputting a control amount for controlling the output signal to the controlled system in a coupling coefficient storage means, and chasing the plurality of coupling coefficients chaotically. Recalling, the process of using the output vector of the chaotic neural network as the coupling coefficient in the neural network, the process of storing the coupling coefficient, the output signal of the controlled system and the preset output signal. A step of calculating the difference and storing the difference in the difference storage means, a step of sequentially storing the difference each time learning is performed, and a step of being already stored in the difference storage means A chaos control device including a step of comparing a difference with a difference newly obtained by calculation, and a step of instructing rewriting of a coupling coefficient already stored in the coupling coefficient storage means based on a result of comparing the difference. Learning method.
【請求項11】 ニューラルネットワークの学習終了を
判定する過程と、前記ニューラルネットワークの学習終
了後、差分を比較した結果、既に差分記憶手段に記憶さ
れている差分が新たに演算して得られた差分より小さい
場合には、既に結合係数記憶手段に記憶されている結合
係数を書換えることなく、前記ニューラルネットワーク
での結合係数として用いる過程を含む請求項10記載の
カオス制御装置の学習方法。
11. A process of determining the end of learning of a neural network and a difference obtained after the learning of the neural network is compared, and as a result, a difference already stored in the difference storage means is newly obtained as a difference. 11. The learning method for a chaos control device according to claim 10, further comprising the step of using as a coupling coefficient in the neural network without rewriting the coupling coefficient already stored in the coupling coefficient storage means when the value is smaller.
【請求項12】 予め設定された出力信号および複数の
結合係数に基づき学習し、学習する毎にその学習結果に
応じた結合係数を出力すると共に、入力信号と出力信号
の関係が特定できない被制御系の状態量を検出し、該被
制御系に前記出力信号を制御する制御量を出力するニュ
ーラルネットワークと、前記ニューラルネットワークの
カオス的挙動を起こさせる結合係数を予め記憶し、前記
ニューラルネットワークの結合係数を生成させるカオス
ニューラルネットワークと、結合係数を書換え可能な状
態で記憶する結合係数記憶手段を少なくとも備えたカオ
ス制御装置の学習方法であって、前記ニューラルネット
ワークの複数の結合係数を記憶する過程と、複数の結合
係数をカオス的に想起してゆき、カオスニューラルネッ
トワークでの出力ベクトルを前記ニューラルネットワー
クでの結合係数として用いる過程と、結合係数を記憶す
る過程と、被制御系が出力する出力信号と予め設定され
た出力信号の差分を演算する過程と、学習する毎に順次
差分を記憶する過程と、既に差分記憶手段に記憶されて
いる差分と新たに演算して得られた差分を比較する過程
と、差分を比較した結果に基づいて、既に前記結合係数
記憶手段に記憶されている結合係数の書換えを指示する
過程を含むカオス制御装置の学習方法。
12. A controlled device in which learning is performed based on a preset output signal and a plurality of coupling coefficients, a coupling coefficient corresponding to the learning result is output each time learning is performed, and a relationship between an input signal and an output signal cannot be specified. A neural network that detects a state quantity of the system and outputs a controlled variable that controls the output signal to the controlled system, and a coupling coefficient that causes chaotic behavior of the neural network are stored in advance, and the neural network is coupled. A chaotic neural network for generating a coefficient, and a learning method of a chaotic controller comprising at least a coupling coefficient storage means for storing a coupling coefficient in a rewritable state, the process comprising storing a plurality of coupling coefficients of the neural network. , Multiple coupling coefficients are chaotically recalled, and the output vector of the chaotic neural network is The process of using the cutout as a coupling coefficient in the neural network, the step of storing the coupling coefficient, the step of calculating the difference between the output signal output by the controlled system and the preset output signal, and the sequence of learning each time. A step of storing the difference, a step of comparing the difference already stored in the difference storage means with a difference obtained by a new calculation, and a step of storing the difference in the coupling coefficient storage means based on the result of the difference comparison. Method for a chaos control device including a process of instructing rewriting of a coupling coefficient being performed.
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