JPH0643906A - ファジー制御装置 - Google Patents
ファジー制御装置Info
- Publication number
- JPH0643906A JPH0643906A JP19549192A JP19549192A JPH0643906A JP H0643906 A JPH0643906 A JP H0643906A JP 19549192 A JP19549192 A JP 19549192A JP 19549192 A JP19549192 A JP 19549192A JP H0643906 A JPH0643906 A JP H0643906A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuzzy
- control
- japanese
- label
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- Pending
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- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 容易に制御ルール・プログラミングを行える
ようにすること。 【構成】 プロセス制御対象から種々の入力信号を受け
て設定値と比較してその偏差を求め、この偏差について
ファジー演算を施して前記プロセス制御対象へ制御信号
を出力するファジー制御装置において、前記偏差の値の
大きさに応じて数段階に区分けされた日本語程度表現に
変換する変換部と、前記変換部から出力された日本語程
度表現に対応した既存のメンバシップ関数を表すラベル
をファジー演算部へ出力する変換テーブルとを設けたこ
とを特徴とするファジー制御装置。
ようにすること。 【構成】 プロセス制御対象から種々の入力信号を受け
て設定値と比較してその偏差を求め、この偏差について
ファジー演算を施して前記プロセス制御対象へ制御信号
を出力するファジー制御装置において、前記偏差の値の
大きさに応じて数段階に区分けされた日本語程度表現に
変換する変換部と、前記変換部から出力された日本語程
度表現に対応した既存のメンバシップ関数を表すラベル
をファジー演算部へ出力する変換テーブルとを設けたこ
とを特徴とするファジー制御装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセス制御対象から
与えられる入力信号と内部の設定値との偏差信号につい
てファジー演算を施して制御信号を出力するファジー制
御装置に関し、詳しくは、その制御ルールにかかるプロ
グラミングの操作性を容易にするものである。
与えられる入力信号と内部の設定値との偏差信号につい
てファジー演算を施して制御信号を出力するファジー制
御装置に関し、詳しくは、その制御ルールにかかるプロ
グラミングの操作性を容易にするものである。
【０００２】
【従来の技術】プロセス制御分野に用いられるファジー
制御装置は、一般に、プロセス制御対象から各種の入力
信号ｅ1 ，ｅ2 （温度信号，圧力信号）等を入力し、こ
れにファジー演算を施して、プロセス制御対象に設置さ
れているアクチュエータ等に制御信号ｕを出力する構成
を採用している。特に、ファジー演算としては、”ＩＦ
ＴＨＥＮルール”及びメンバシップ関数を用いるのが一
般的である。即ち、もし、入力信号ｅ1 が「やや高
い」、かつ入力信号ｅ2 が「やや低い」場合には、制御
信号ｕを「高くする」というような制御を実現したい場
合、ファジー制御装置に設定する制御ルールは、メンバ
シップ関数を用い、”ＩＦ ｅ1＝ＰＳ，ｅ2 ＝ＮＳ
ＴＨＥＮ ｕ＝ＰＭ”というように記述する。この時、
「やや高い」という状況表現は”ＰＳ”に対応し、「や
や低い」は”ＮＳ”に対応し、「高くする」は”ＰＭ”
に対応する。これらの英記号”ＰＳ”、”ＮＳ”、”Ｐ
Ｍ”は、それぞれメンバシップ関数を表すラベルであ
る。このように、ファジー制御をプログラミングする際
は、日本語の曖昧な状況表現を数段階に分け、その各々
について英記号をラベル形式で予め対応させておき、こ
のラベルに対応するメンバシップ関数を用いてファジー
制御演算を行うようにプログラミングする。
制御装置は、一般に、プロセス制御対象から各種の入力
信号ｅ1 ，ｅ2 （温度信号，圧力信号）等を入力し、こ
れにファジー演算を施して、プロセス制御対象に設置さ
れているアクチュエータ等に制御信号ｕを出力する構成
を採用している。特に、ファジー演算としては、”ＩＦ
ＴＨＥＮルール”及びメンバシップ関数を用いるのが一
般的である。即ち、もし、入力信号ｅ1 が「やや高
い」、かつ入力信号ｅ2 が「やや低い」場合には、制御
信号ｕを「高くする」というような制御を実現したい場
合、ファジー制御装置に設定する制御ルールは、メンバ
シップ関数を用い、”ＩＦ ｅ1＝ＰＳ，ｅ2 ＝ＮＳ
ＴＨＥＮ ｕ＝ＰＭ”というように記述する。この時、
「やや高い」という状況表現は”ＰＳ”に対応し、「や
や低い」は”ＮＳ”に対応し、「高くする」は”ＰＭ”
に対応する。これらの英記号”ＰＳ”、”ＮＳ”、”Ｐ
Ｍ”は、それぞれメンバシップ関数を表すラベルであ
る。このように、ファジー制御をプログラミングする際
は、日本語の曖昧な状況表現を数段階に分け、その各々
について英記号をラベル形式で予め対応させておき、こ
のラベルに対応するメンバシップ関数を用いてファジー
制御演算を行うようにプログラミングする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ファジー制御装置は、
一般に、その分野の経験豊かな熟練者のノウハウ、知恵
等を取り入れるものであり、このような熟練者自身が上
記のような制御ルールを作成するのが好都合であるが、
熟練者が直ちにファジー・プログラミングを習得仕手プ
ログラミング作業を行うことは困難であり、プログラミ
ング段階における滞りがきわめて大きかった。本発明
は、このような問題を解決することを課題とし、プログ
ラミングに不慣れな熟練者でも容易に制御ルール・プロ
グラミングを行えるようにすることを目的とする。
一般に、その分野の経験豊かな熟練者のノウハウ、知恵
等を取り入れるものであり、このような熟練者自身が上
記のような制御ルールを作成するのが好都合であるが、
熟練者が直ちにファジー・プログラミングを習得仕手プ
ログラミング作業を行うことは困難であり、プログラミ
ング段階における滞りがきわめて大きかった。本発明
は、このような問題を解決することを課題とし、プログ
ラミングに不慣れな熟練者でも容易に制御ルール・プロ
グラミングを行えるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、プロセス制御対象から種々の入力信号を受
けて設定値と比較してその偏差を求め、この偏差につい
てファジー演算を施して前記プロセス制御対象へ制御信
号を出力するファジー制御装置において、前記偏差の値
の大きさに応じて数段階に区分けされた日本語程度表現
に変換する変換部と、前記変換部から出力された日本語
程度表現に対応した既存のメンバシップ関数を表すラベ
ルをファジー演算部へ出力する変換テーブルとを設けた
ことを特徴とするファジー制御装置である。
る本発明は、プロセス制御対象から種々の入力信号を受
けて設定値と比較してその偏差を求め、この偏差につい
てファジー演算を施して前記プロセス制御対象へ制御信
号を出力するファジー制御装置において、前記偏差の値
の大きさに応じて数段階に区分けされた日本語程度表現
に変換する変換部と、前記変換部から出力された日本語
程度表現に対応した既存のメンバシップ関数を表すラベ
ルをファジー演算部へ出力する変換テーブルとを設けた
ことを特徴とするファジー制御装置である。
【０００５】
【作用】本発明のファジー制御装置は、制御ルールのプ
ログラミング時において、メンバシップ関数のラベルを
記述するときは日本語の程度表現を用いて”ＩＦ ＴＨ
ＥＮルール”を生成し、実際の制御を開始した時点で検
出した入力信号とこの日本語程度表現と英記号ラベルと
を対応させ、更にこのラベルと既存のメンバシップ関数
とを変換テーブルから読み出し、それから該当するファ
ジー演算の実行を開始する。
ログラミング時において、メンバシップ関数のラベルを
記述するときは日本語の程度表現を用いて”ＩＦ ＴＨ
ＥＮルール”を生成し、実際の制御を開始した時点で検
出した入力信号とこの日本語程度表現と英記号ラベルと
を対応させ、更にこのラベルと既存のメンバシップ関数
とを変換テーブルから読み出し、それから該当するファ
ジー演算の実行を開始する。
【０００６】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明のファジー制御装置の実施例を表す
構成概念図である。
る。図１は、本発明のファジー制御装置の実施例を表す
構成概念図である。
【０００７】入力部１は、プロセス制御対象（図示せ
ず）からの入力信号ＰＶn(k)と、設定値信号ＳＶn(k)と
を受け、下記の演算を行うブロックである。尚、整数ｎ
はプロセス制御対象から与えられる入力信号の数であ
り、例えば、この実施例では、ｎ＝１６（１６点）と
し、１６種類の異なった信号を入力するものとする。演
算の種類は、対象とする現在の入力サンプル値ＰＶn(k)
について、前回の入力サンプル値ＰＶn(k-1)との差分Δ
ＰＶn(k)＝ＰＶn(k)−ＰＶn(k-1)、前回の差分ΔＰＶ
n(k-1)を用いた２階差分Δ2 ＰＶn(k)＝ΔＰＶn(k)−Δ
ＰＶn(k-1)、偏差信号ＤＶn(k)＝ＰＶn(k)−ＳＶn(k)、
偏差信号の差分ΔＤＶn(k)＝ＤＶn(k)−ＤＶn(k-1)、前
回の偏差信号の差分ΔＤＶn(k-1)を用いた２階差分Δ2
ＤＶn(k)＝ΔＤＶn(k)−ΔＤＶn(k-1)を算出する。尚、
以上の数値の何れを用いるかはプロセス制御対象の種類
によって定まるものである。
ず）からの入力信号ＰＶn(k)と、設定値信号ＳＶn(k)と
を受け、下記の演算を行うブロックである。尚、整数ｎ
はプロセス制御対象から与えられる入力信号の数であ
り、例えば、この実施例では、ｎ＝１６（１６点）と
し、１６種類の異なった信号を入力するものとする。演
算の種類は、対象とする現在の入力サンプル値ＰＶn(k)
について、前回の入力サンプル値ＰＶn(k-1)との差分Δ
ＰＶn(k)＝ＰＶn(k)−ＰＶn(k-1)、前回の差分ΔＰＶ
n(k-1)を用いた２階差分Δ2 ＰＶn(k)＝ΔＰＶn(k)−Δ
ＰＶn(k-1)、偏差信号ＤＶn(k)＝ＰＶn(k)−ＳＶn(k)、
偏差信号の差分ΔＤＶn(k)＝ＤＶn(k)−ＤＶn(k-1)、前
回の偏差信号の差分ΔＤＶn(k-1)を用いた２階差分Δ2
ＤＶn(k)＝ΔＤＶn(k)−ΔＤＶn(k-1)を算出する。尚、
以上の数値の何れを用いるかはプロセス制御対象の種類
によって定まるものである。
【０００８】演算制御部２は、入力信号に対して主とし
てファジー演算を施すブロックであるが、変換テーブル
Ｔを設置した点に本発明の特徴がある。この変換テーブ
ルＴには、日本語で記述された７段階の程度表現、即
ち、「低過」ぎる、「低」い、「やや低」い、「普
通」、「やや高」い、「高」い、「高過」ぎる、のそれ
ぞれの程度表現について、全く同じ意味を表す、既存の
メンバシップ関数を表すラベル”ＮＢ”、”ＮＭ”、”
ＮＳ”、”ＺＲ”、”ＰＳ”、”ＰＭ”、”ＰＢ”を対
応させて記述する。
てファジー演算を施すブロックであるが、変換テーブル
Ｔを設置した点に本発明の特徴がある。この変換テーブ
ルＴには、日本語で記述された７段階の程度表現、即
ち、「低過」ぎる、「低」い、「やや低」い、「普
通」、「やや高」い、「高」い、「高過」ぎる、のそれ
ぞれの程度表現について、全く同じ意味を表す、既存の
メンバシップ関数を表すラベル”ＮＢ”、”ＮＭ”、”
ＮＳ”、”ＺＲ”、”ＰＳ”、”ＰＭ”、”ＰＢ”を対
応させて記述する。
【０００９】変換部２１は、入力部１から与えられるｎ
点（１６点）の信号について、これらの数値と対応す
る、予め定めておいた、日本語程度表現を出力する。そ
して、変換テーブルＴは、変換部２１から出力された日
本語程度表現と対応する、メンバシップ関数ラベルの一
つを出力する。
点（１６点）の信号について、これらの数値と対応す
る、予め定めておいた、日本語程度表現を出力する。そ
して、変換テーブルＴは、変換部２１から出力された日
本語程度表現と対応する、メンバシップ関数ラベルの一
つを出力する。
【００１０】演算部２２は、変換テーブルＴからのラベ
ルに応じて、これに対応する制御ルール（”ＩＦ ＴＨ
ＥＮ”ルール）に従うファジー演算を施して、ファジー
制御信号を生成する。
ルに応じて、これに対応する制御ルール（”ＩＦ ＴＨ
ＥＮ”ルール）に従うファジー演算を施して、ファジー
制御信号を生成する。
【００１１】出力部３は、演算制御部２からの制御信号
に、ゲインＧＡm を乗じ、バイアスＢＳm を加算して、
プロセス制御対象に設置されているアクチュエータ等に
合致するような出力信号ＭＶn(k)を送出するブロックで
ある。制御方式に応じて、出力信号の増分ΔＭＶn(k)を
出力することもある。
に、ゲインＧＡm を乗じ、バイアスＢＳm を加算して、
プロセス制御対象に設置されているアクチュエータ等に
合致するような出力信号ＭＶn(k)を送出するブロックで
ある。制御方式に応じて、出力信号の増分ΔＭＶn(k)を
出力することもある。
【００１２】次に、以上のように構成された、本発明装
置の動作を説明する。はじめに、プロセス制御対象に対
応して、複数の制御ルールを作成する。本発明装置にあ
っては、テーブルＴに予め設定しておいた７段階の日本
語程度表現を用いて制御ルールを記述していく。例え
ば、基本的なパターンを表す”ＩＦ ＴＨＥＮ”制御ル
ールに従って、入力ｅ1 ，ｅ2 、出力ｕについて、”Ｉ
Ｆｅ1 ＝「やや高」，ｅ2 ＝「やや低」 ＴＨＥＮ ｕ
＝「高」”というように、全ての制御ルールを記述して
いく。具体的には、入力部１にてプロセス制御対象から
の入力信号ＰＶn(k)について設定値ＳＶn(k)との偏差Ｄ
Ｖn(k)を算出し、演算制御部２の変換部２１によってこ
の値ＤＶn(k)が変換テーブルＴのいずれかの日本語程度
表現に対応させる。そして、変換テーブルＴでは、この
日本語程度表現と対応するメンバシップ関数ラベルを出
力する。演算部２２では、このラベルで指定されたメン
バシップ関数に従って所定のファジー演算を行い、制御
信号を得る。この制御信号は出力部３に与えられ、実際
のプロセス制御対象に合うように、必要に応じてゲイン
ＧＡm が乗ぜられ、更にバイアスＢＳm が加算されて制
御信号ＭＶm(k)が得られる。このとき、出力部３から制
御信号ＭＶm(k)の増分ΔＭＶ m(k)を出力するようにして
もよい。
置の動作を説明する。はじめに、プロセス制御対象に対
応して、複数の制御ルールを作成する。本発明装置にあ
っては、テーブルＴに予め設定しておいた７段階の日本
語程度表現を用いて制御ルールを記述していく。例え
ば、基本的なパターンを表す”ＩＦ ＴＨＥＮ”制御ル
ールに従って、入力ｅ1 ，ｅ2 、出力ｕについて、”Ｉ
Ｆｅ1 ＝「やや高」，ｅ2 ＝「やや低」 ＴＨＥＮ ｕ
＝「高」”というように、全ての制御ルールを記述して
いく。具体的には、入力部１にてプロセス制御対象から
の入力信号ＰＶn(k)について設定値ＳＶn(k)との偏差Ｄ
Ｖn(k)を算出し、演算制御部２の変換部２１によってこ
の値ＤＶn(k)が変換テーブルＴのいずれかの日本語程度
表現に対応させる。そして、変換テーブルＴでは、この
日本語程度表現と対応するメンバシップ関数ラベルを出
力する。演算部２２では、このラベルで指定されたメン
バシップ関数に従って所定のファジー演算を行い、制御
信号を得る。この制御信号は出力部３に与えられ、実際
のプロセス制御対象に合うように、必要に応じてゲイン
ＧＡm が乗ぜられ、更にバイアスＢＳm が加算されて制
御信号ＭＶm(k)が得られる。このとき、出力部３から制
御信号ＭＶm(k)の増分ΔＭＶ m(k)を出力するようにして
もよい。
【００１３】以上のように、制御ルールを構築するにあ
たって、日本語の程度表現を用いて入力状態、出力状態
をプログラミングでき、演算制御にあっては、変換テー
ブルを用いてファジー制御演算することができる。尚、
変換テーブルＴに設定する日本語の程度表現は、その特
定分野にのみ用いられるような、専門用語等を使用する
こともできる。
たって、日本語の程度表現を用いて入力状態、出力状態
をプログラミングでき、演算制御にあっては、変換テー
ブルを用いてファジー制御演算することができる。尚、
変換テーブルＴに設定する日本語の程度表現は、その特
定分野にのみ用いられるような、専門用語等を使用する
こともできる。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のファジー制
御装置によれば、日本語による記述が可能なため、プロ
グラミングに不慣れなユーザでも容易にファジー制御ル
ールのプログラミングが可能となり、プログラミング段
階での滞りが大幅に減少され、効率よい作業を実現でき
る。
御装置によれば、日本語による記述が可能なため、プロ
グラミングに不慣れなユーザでも容易にファジー制御ル
ールのプログラミングが可能となり、プログラミング段
階での滞りが大幅に減少され、効率よい作業を実現でき
る。
【図１】本発明を実施したファジー制御装置の構成概念
図である。
図である。
１ 入力部 ２ 演算制御部 ２１ 変換部 ２２ 演算部 Ｔ 変換テーブル ３ 出力部
Claims (1)
- 【請求項１】プロセス制御対象から種々の入力信号を受
けて設定値と比較してその偏差を求め、この偏差につい
てファジー演算を施して前記プロセス制御対象へ制御信
号を出力するファジー制御装置において、前記偏差の値
の大きさに応じて数段階に区分けされた日本語程度表現
に変換する変換部と、前記変換部から出力された日本語
程度表現に対応した既存のメンバシップ関数を表すラベ
ルをファジー演算部へ出力する変換テーブルとを設けた
ことを特徴とするファジー制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19549192A JPH0643906A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | ファジー制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19549192A JPH0643906A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | ファジー制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643906A true JPH0643906A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16341975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19549192A Pending JPH0643906A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | ファジー制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643906A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5703288A (en) * | 1995-07-19 | 1997-12-30 | Ricoh Company, Ltd. | Thermally-sensitive type flow meter having a high accuracy |
| US5852239A (en) * | 1996-06-12 | 1998-12-22 | Ricoh Company, Ltd. | Flow sensor having an intermediate heater between two temperature-sensing heating portions |
| US6626037B1 (en) | 1999-09-03 | 2003-09-30 | Denso Corporation | Thermal flow sensor having improved sensing range |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP19549192A patent/JPH0643906A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5703288A (en) * | 1995-07-19 | 1997-12-30 | Ricoh Company, Ltd. | Thermally-sensitive type flow meter having a high accuracy |
| US5852239A (en) * | 1996-06-12 | 1998-12-22 | Ricoh Company, Ltd. | Flow sensor having an intermediate heater between two temperature-sensing heating portions |
| US6626037B1 (en) | 1999-09-03 | 2003-09-30 | Denso Corporation | Thermal flow sensor having improved sensing range |
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