JPH0756607A - ファジィ推論結果出力装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファジィ推論値を離散値に変換させるときに
おいて，ファジィ推論値が振動した場合であっても離散
値の変動が少なくなるように抑える。 【構成】 ファジィ推論値／離散値変換テーブルが変換
テーブル・メモリ25に記憶されている。この変換テーブ
ルはファジィ推論値の大きさが所定範囲内にあるときに
は同一の離散値となるように，ファジィ推論値の大きさ
に対応して離散値が定められている。また所定範囲の
上，下限部分が，隣接する所定範囲の上，下限部分と重
複している。ファジィ推論値の大きさが所定範囲の限界
付近の重複範囲に含まれる場合において，現在出力して
いる離散値と変換テーブルによって定められた離散値に
同じものがあると，現在出力されている離散値が出力さ
れる。これにより離散値の頻繁な変動が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，ファジィ推論の結果を出力す
る装置および方法に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】離散値を入力とする制御対象
をファジィ推論により制御する場合，ファジィ推論にお
いて得られたファジィ推論値を離散値に変換する必要が
ある。

【０００３】ファジィ推論値を離散値に変換する場合，
ファジィ推論値の所定範囲ごとにファジィ推論値／離散
値変換テーブルが記憶されている。ファジィ推論の結果
得られるファジィ推論値が与えられ，ファジィ推論値／
離散値変換テーブルにもとづいて離散値に変換される。

【０００４】しかし，与えられるファジィ推論値が定め
られた所定範囲の限界近傍において振動すると，ファジ
ィ推論値の振動に伴ない，離散値も頻繁に変化してしま
うことがある。このために制御対象を正確に制御するこ
とが比較的困難となる。

【０００５】

【発明の開示】この発明は，離散値を入力とする制御対
象をファジィ推論により制御する場合において，ファジ
ィ推論値が振動してもファジィ推論値に対応した離散値
が頻繁に変化することを防止することを目的とする。

【０００６】この発明は，アナログ・ファジィ推論値の
所定範囲ごとにそれぞれ対応する離散値が定められてお
り，上記所定範囲の上，下限部分がそれぞれ隣接する所
定範囲の下，上限部分と重複している，アナログ・ファ
ジィ推論値／離散値変換テーブルを記憶する第１の記憶
手段，アナログ・ファジィ推論装置から出力されるアナ
ログ・ファジィ推論値が与えられ，与えられたアナログ
・ファジィ推論値に対応する離散値を上記第１の記憶手
段からすべて検索して読出す検索手段，上記検索手段に
より検索された離散値が１種類かどうかを判定する判定
手段，現在出力されている離散値を記憶する第２の記憶
手段，および上記検索手段により検索された離散値が１
種類であると上記判定手段によって判定されたときは検
索された離散値を，検索された離散値が２種類以上のと
きは上記第２の記憶手段に記憶されている現在の出力離
散値と同一の離散値またはそれに最も近い離散値を，そ
れぞれ離散値を入力とする制御対象に出力する出力手段
を備えていることを特徴とする。

【０００７】またこの発明は，アナログ・ファジィ推論
値の所定範囲ごとにそれぞれ対応する離散値が定められ
ており，上記所定範囲の上，下限部分が隣接する所定範
囲の上，下限部分と重複しているアナログ・ファジィ推
論値／離散値変換テーブルを記憶しておき，アナログ・
ファジィ推論装置から出力されるアナログ・ファジィ推
論値に対応する離散値を，上記アナログ・ファジィ推論
値／離散値変換テーブルからすべて検索し，検索された
離散値が１種類かどうかを判定し，現在出力されている
離散値を記憶し，検索された離散値が１種類であると判
定されたときは検索された離散値を，検索された離散値
が２種類以上のときは記憶されている現在の出力離散値
と同一の離散値またはそれに最も近い離散値を，それぞ
れ離散値を入力とする制御対象に出力することを特徴と
する。

【０００８】この発明によると，アナログ・ファジィ推
論値の所定範囲ごとに複数の離散値がそれぞれ定められ
ている，アナログ・ファジィ推論値／離散値の変換テー
ブルが記憶されている。この変換テーブルは所定範囲の
上，下限部分が，その隣接する所定範囲の上，下限部分
と重複している。したがって重複範囲のアナログ・ファ
ジィ推論値が入力するときは，変換テーブルから２種類
の離散値が検索されることになる。２種類の離散値が検
索されたときには，現在出力されている離散値と同一の
離散値またはそれに近い方の離散値が出力される。

【０００９】このためにファジィ推論値が所定範囲の限
界近傍において振動する場合には２種類の離散値が検索
され，現在出力されている離散値と同一の離散値または
少なくとも現在出力されている離散値に近い離散値が出
力される。したがって離散値が頻繁に変化することもな
く，離散値を入力とする制御対象であっても，不安定と
なることもなく比較的正確に制御することができる。

【００１０】

【実施例】図１はこの発明の実施例を示すもので，ファ
ジィ推論により制御対象を制御するシステムを表わすブ
ロック図である。

【００１１】ファジィ推論装置10にはデータが与えら
れ，与えられるデータからファジィ推論が行なわれる。
ファジィ推論結果としてのアナログ・ファジィ推論値が
出力される。

【００１２】制御対象40は離散値のみが入力可能であ
る。したがってファジィ推論装置10においてファジィ推
論されて出力されるファジィ推論値を制御対象40に，そ
のまま与えて制御することはできない。このために図１
に示すシステムではファジィ推論値を離散値に変換して
出力するファジィ推論値／離散値変換装置20が含まれて
いる。ファジィ推論値／離散値変換装置20はファジィ推
論装置10から出力されるファジィ推論値を対応する離散
値に変換して出力するもので，出力される離散値は制御
対象40に与えられる。

【００１３】また図１に示すファジィ制御システムにお
いては離散値記憶装置30が含まれている。離散値記憶装
置30はファジィ推論値／離散値変換装置20から出力され
て制御対象40に与えられる離散値を一時的に記憶するも
のである。離散値記憶装置30に一時的に記憶された離散
値は，ファジィ推論値／離散値変換装置20に与えられ
る。

【００１４】図２はファジィ推論値／離散値変換装置20
の電気的構成を示すブロック図であり，離散値記憶装置
30も示されている。

【００１５】ファジィ推論値／離散値変換装置20には，
ファジィ推論値を離散値に変換するための変換テーブル
が記憶されている変換テーブル・メモリ25が含まれてい
る。変換テーブル・メモリ25に記憶されている変換テー
ブルの一例が図３に示されている。

【００１６】また図３に示す変換テーブルを分りやすく
グラフにしたものが図４に示されている。

【００１７】図３および図４を参照して，ファジィ推論
値／離散値変換テーブルはファジィ推論値の大きさに応
じて離散値に変換するテーブルであり，ファジィ推論値
の所定範囲ごとに離散値が定められている。たとえばフ
ァジィ推論値が０から0.4 の場合には離散値は10，ファ
ジィ推論値が0.3 から１の場合には離散値は20，ファジ
ィ推論値が0.9 から1.5 の場合には離散値は30となる。

【００１８】図４から分るように，ファジィ推論値の所
定範囲上，下限部分が隣接するファジィ推論値の所定範
囲の上，下限部分と重複している。したがって重複して
いる範囲のファジィ推論値に対応する離散値は２種類存
在することになる。たとえばファジィ推論値が0.3 から
0.4 の間のときは10と20の２種類の離散値があり，ファ
ジィ推論値が0.9 から1.0 の間のときは20と30の２種類
の離散値がある。

【００１９】ファジィ推論値の所定範囲における重複し
ていない範囲においては，ファジィ推論値が決まれば離
散値は一義的に定まる。

【００２０】再び図２を参照して，ファジィ推論値／離
散値変換装置20には入力回路21が含まれており，ファジ
ィ推論装置10においてファジィ推論により得られたファ
ジィ推論値が入力回路21を介して範囲評価回路22および
変換テーブル読出し回路24に与えられる。変換テーブル
読出し回路24は変換テーブル・メモリ25にテーブルとし
て記憶されている，ファジィ推論値の下限値および上限
値ならびにファジィ推論値に対応する離散値の読出しを
制御するものである。範囲評価回路22は入力回路21を介
して与えられるファジィ推論値が，変換テーブル記憶回
路25から読出されたファジィ推論値の下限および上限に
よって定まる所定範囲内に含まれているかどうかを評価
するものである。

【００２１】ファジィ推論装置10から与えられるファジ
ィ推論値が，変換テーブル・メモリ25から読出されたフ
ァジィ推論値の下限および上限によって定まる所定範囲
内に含まれていると，ファジィ推論値によって特定され
る離散値が一時記憶される。ファジィ推論値／離散値変
換装置20には離散値を一時記憶するために第１の離散値
一時メモリ26と第２の離散値一時メモリ27の２つの一時
記憶用メモリが含まれている。図４に示すように推論値
／離散値変換テーブルにおいてファジィ推論値の所定範
囲が重複している部分では１つのファジィ推論値に対し
て２つの離散値が得られる。このように２つの離散値が
得られるときには第１の離散値一時メモリ26に一方の離
散値が記憶され，第２の離散値一時メモリ27に他方の離
散値が記憶される。これに対し，１つのファジィ推論値
に対して１つの離散値が得られるときには第１の離散値
一時メモリ26に離散値が記憶される。また離散値一時メ
モリ26および27のどちらの一時記憶用メモリに記憶され
たかを覚えるために出力先メモリ23が含まれている。

【００２２】ファジィ推論値／離散値変換装置20では，
推論値／離散値変換テーブルにおいて，ファジィ推論値
から１つの離散値が得られたときには，その定められた
離散値が出力される。これに対し，ファジィ推論値から
２つの離散値が得られたときには，ファジィ推論値／離
散値変換装置20から出力されている現在の離散値と同じ
離散値か，得られた２つの離散値のうち現在の離散値に
近い方の離散値が出力される。現在出力している離散値
を記憶するためにファジィ推論値／離散値変換装置20か
ら出力される離散値は制御対象40に与えられるとともに
出力離散値記憶装置30に与えられ記憶される。またファ
ジィ推論値／離散値変換装置20には出力値比較回路28が
含まれており，第１の離散値一時メモリ26および第２の
離散値一時メモリ27に記憶されている離散値ならびに離
散値記憶装置30に記憶されている離散値が与えられる。
離散値比較部28において，ファジィ推論値／離散値変換
装置20から出力されている現在の離散値と，離散値一時
メモリ26および27に記憶されている離散値とが比較さ
れ，現在の離散値と離散値一時メモリ26または27に記憶
されている離散値とが同じ離散値か，離散値一時メモリ
26または27に記憶されている離散値のどちらが現在の離
散値に近いかが判定される。

【００２３】現在の離散値と同じ離散値が離散値一時メ
モリ26または27に記憶されているときには同じ離散値が
出力され，現在の離散値と同じ離散値が離散値一時メモ
リ26または27に記憶されていないときには離散値一時メ
モリ26または27に記憶されている現在の離散値のうち現
在の離散値に近い方の離散値が出力部29を介して出力さ
れる。

【００２４】図２において，ファジィ推論値／離散値変
換装置20はハードウェアによって構成されているが，入
力回路21，範囲評価回路22，変換テーブル読出し回路2
4，出力値比較回路28および出力回路29はＣＰＵを用い
て実現することもできる。

【００２５】図５および図６はファジィ推論装置10から
与えられるファジィ推論値を離散値に変換して制御対象
40に出力する処理手順を示すフローチャートである。

【００２６】図１を参照してファジィ推論装置10にデー
タが与えられファジィ推論が行なわれることにより，フ
ァジィ推論値が得られる。ファジィ推論値はファジィ推
論装置10からファジィ推論値／離散値変換装置20に与え
られる（図５ステップ51）。

【００２７】図２を参照して，ファジィ推論値／離散値
変換装置20に与えられたファジィ推論値は入力回路21を
介して範囲評価回路22および変換テーブル読出し回路24
にそれぞれ与えられる。変換テーブル読出し回路24にフ
ァジィ推論値が与えられると，変換テーブル・メモリ25
に記憶されている，１種類のファジィ推論値の下限値お
よび上限値ならびに離散値がファジィ推論値の小さい順
に一組ずつ読出される（図５ステップ52）。

【００２８】変換テーブル記憶回路25から読出されたフ
ァジィ推論値の下限値および上限値は範囲評価回路22に
与えられ，範囲評価回路22において変換テーブル・メモ
リ25から読出されたファジィ推論値の下限値および上限
値の間に，ファジィ推論値／離散値変換装置20に入力し
たファジィ推論値があるかどうかが判断される（図５ス
テップ53）。

【００２９】変換テーブル・メモリ25から読出されたフ
ァジィ推論値の下限値および上限値の間に，ファジィ推
論値／離散値変換装置20に入力したファジィ推論値がな
いときには（図５ステップ53でNO），次のファジィ推論
値の下限値および上限値ならびに離散値が変換テーブル
・メモリ25から読出され，新しく読出されたファジィ推
論値の下限値および上限値の間にファジィ推論値／離散
値変換装置20に入力したファジィ推論値があるかどうか
が調べられる（図５ステップ57，52，53）。

【００３０】変換テーブル・メモリ25から読出されたフ
ァジィ推論値の下限値と上限値との間にファジィ推論値
／離散値変換装置20に入力したファジィ推論値があると
判断されたときには（図５ステップ53でYES ），それが
初めてのものかどうかが判断される（図５ステップ5
4）。初めてであれば，ファジィ推論値に対応する離散
値が第１の離散値一時メモリ26に与えられ記憶される
（図５ステップ55）。

【００３１】つづいて次のファジィ推論値の下限値およ
び上限値ならびに離散値が，変換テーブル・メモリ25か
ら読出され，読出されたファジィ推論値の下限値および
上限値の間にファジィ推論値／離散値変換装置20に入力
したファジィ推論値があるかどうかが調べられる（図５
ステップ57，52，53）。

【００３２】ファジィ推論値／離散値変換装置20に入力
したファジィ推論値が，ファジィ推論値／離散値変換テ
ーブルにおけるファジィ推論値の所定範囲の重複部分に
該当するときは２種類の離散値がある。したがってこの
場合範囲評価回路22における１回めの判断により，変換
テーブル・メモリ25から読出された下限値および上限値
の間に，ファジィ推論値／離散値変換装置20に入力した
ファジィ推論値があるときには第１の離散値一時メモリ
26にファジィ推論値に対応する離散値が記憶される（図
５ステップ54，55）。また，範囲評価回路22における２
回めの判断により変換テーブル・メモリ25から読出され
た下限値および上限値の間にファジィ推論値／離散値変
換回路20に入力したファジィ推論値があるときには第２
の離散値一時メモリ27にファジィ推論値に対応する離散
値が記憶される（図５ステップ54でNO，ステップ56）。

【００３３】ファジィ推論値／離散値変換装置20に入力
したファジィ推論値が，ファジィ推論値／離散値変換テ
ーブルにおけるファジィ推論値の所定範囲の重複部分以
外の部分に該当するときは１種類の離散値のみである。
したがってこの場合範囲評価回路22における判断によ
り，変換テーブル・メモリ25から読出された下限値およ
び上限値の間に，ファジィ推論値／離散値変換装置20に
入力したファジィ推論値があるときには第１の離散値一
時メモリ26にのみファジィ推論値に対応する離散値が記
憶される（図５ステップ54でYES ，ステップ55）。

【００３４】ファジィ推論値／離散値変換装置20に入力
するファジィ推論値に対応する離散値が１つのときは
（図５ステップ58でYES ），第１の離散値一時メモリ26
に記憶されている離散値が出力回路29を介して出力され
る（図５ステップ58でYES ，ステップ59）。この場合は
ファジィ推論値／離散値変換装置20に入力するファジィ
推論値は，図４に示すようにファジィ推論値の所定範囲
の上下限近傍にはないので，多少の振動があっても離散
値が変動することはない。このため制御対象40の制御が
比較的適切にできることになる。

【００３５】ファジィ推論値／離散値変換装置20に入力
するファジィ推論値に対応する離散値が２つのときは
（図６ステップ58でNO），出力離散値記憶装置30に記憶
されている現在出力されている離散値と，第１の離散値
一時メモリ26に記憶されている離散値または第２の離散
値一時メモリ27に記憶されている離散値とが等しいかど
うかが判断される（図６ステップ60，61）。現在出力さ
れている離散値とメモリ26または27に記憶されている離
散値とが等しいときには（図６ステップ60または61でYE
S ），現在出力している離散値と等しい離散値が出力さ
れる（図６ステップ62）。ファジィ推論値／離散値変換
テーブルにおいてファジィ推論値の所定範囲の上下限近
傍でファジィ推論値が振動しても離散値は現在出力して
いる値と同じ値が出力されるので，離散値が頻繁に変動
することもなく比較的正確な制御対象40の制御ができる
ようになる。

【００３６】ファジィ推論値／離散値変換装置20に入力
するファジィ推論値に対応する離散値が２つあって（図
６ステップ58でNO），現在出力されている離散値とメモ
リ26または27に記憶されている離散値のいずれとも等し
くないときは（図６ステップ60および61でNO），メモリ
26または27に記憶されている離散値のうち現在出力して
いる離散値に近い方の離散値が出力される（図６ステッ
プ63）。この場合，現在出力されている離散値に近い離
散値が選択されて出力されるので離散値の変動も少なく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ファジィ推論により制御対象を制御するシステ
ムの電気的構成を示すブロック図である。

【図２】ファジィ推論値／離散値変換装置の電気的構成
を示すブロック図である。

【図３】ファジィ推論値／離散値変換テーブルの一例を
示している。

【図４】ファジィ推論値／離散値変換テーブルをグラフ
に表わしたものである。

【図５】ファジィ推論値／離散値変換の処理手順を示す
フローチャートの一部である。

【図６】ファジィ推論値／離散値変換の処理手順を示す
フローチャートの一部である。

【符号の説明】

20 ファジィ推論値／離散値変換装置 22 範囲評価回路 25 変換テーブル・メモリ 26，27 離散値一時メモリ 30 離散値記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 健一 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 谷内 博一 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ・ファジィ推論値の所定範囲ご
   とにそれぞれ対応する離散値が定められており，上記所
   定範囲の上，下限部分がそれぞれ隣接する所定範囲の
   下，上限部分と重複している，アナログ・ファジィ推論
   値／離散値変換テーブルを記憶する第１の記憶手段，ア
   ナログ・ファジィ推論装置から出力されるアナログ・フ
   ァジィ推論値が与えられ，与えられたアナログ・ファジ
   ィ推論値に対応する離散値を上記第１の記憶手段からす
   べて検索して読出す検索手段，上記検索手段により検索
   された離散値が１種類かどうかを判定する判定手段，現
   在出力されている離散値を記憶する第２の記憶手段，お
   よび上記検索手段により検索された離散値が１種類であ
   ると上記判定手段によって判定されたときは検索された
   離散値を，検索された離散値が２種類以上のときは上記
   第２の記憶手段に記憶されている現在の出力離散値と同
   一の離散値またはそれに最も近い離散値を，それぞれ離
   散値を入力とする制御対象に出力する出力手段，を備え
   たファジィ推論結果出力装置。
2. 【請求項２】 アナログ・ファジィ推論値の所定範囲ご
   とにそれぞれ対応する離散値が定められており，上記所
   定範囲の上，下限部分が隣接する所定範囲の上，下限部
   分と重複しているアナログ・ファジィ推論値／離散値変
   換テーブルを記憶しておき，アナログ・ファジィ推論装
   置から出力されるアナログ・ファジィ推論値に対応する
   離散値を，上記アナログ・ファジィ推論値／離散値変換
   テーブルからすべて検索し，検索された離散値が１種類
   かどうかを判定し，現在出力されている離散値を記憶
   し，検索された離散値が１種類であると判定されたとき
   は検索された離散値を，検索された離散値が２種類以上
   のときは記憶されている現在の出力離散値と同一の離散
   値またはそれに最も近い離散値を，それぞれ離散値を入
   力とする制御対象に出力する，ファジィ推論結果出力方
   法。