JPH0916208A - ファジィ制御用プログラマブルコントローラ - Google Patents
ファジィ制御用プログラマブルコントローラInfo
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- JPH0916208A JPH0916208A JP18494395A JP18494395A JPH0916208A JP H0916208 A JPH0916208 A JP H0916208A JP 18494395 A JP18494395 A JP 18494395A JP 18494395 A JP18494395 A JP 18494395A JP H0916208 A JPH0916208 A JP H0916208A
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- knowledge
- fuzzy
- unit
- fuzzy control
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ファジィ制御に適したユーザフレンドリなプロ
グラミングが可能なファジィ制御用プログラマブルコン
トローラを提供する。 【構成】ファジィユニット１０は、ファジィ推論を行う
ファジィ推論部１１と、ファジィ推論に用いる知識を記
憶する知識メモリ部１２とを備える。また、ファジィユ
ニット１０は、ファジィ制御構築支援装置２０に通信回
線を介して接続される。ファジィ制御構築支援装置２０
は、知識データを調整する知識データ設定部２１と、推
論状況をモニタする表示部２２を有する。ファジィ制御
構築支援装置２０の表示部２２の操作画面上には、対話
型図表としてファジィ制御装置の構築画面を表示し、同
じ画面上の指示器により所望の図記号を選択してファジ
ィ制御装置を構築する。
グラミングが可能なファジィ制御用プログラマブルコン
トローラを提供する。 【構成】ファジィユニット１０は、ファジィ推論を行う
ファジィ推論部１１と、ファジィ推論に用いる知識を記
憶する知識メモリ部１２とを備える。また、ファジィユ
ニット１０は、ファジィ制御構築支援装置２０に通信回
線を介して接続される。ファジィ制御構築支援装置２０
は、知識データを調整する知識データ設定部２１と、推
論状況をモニタする表示部２２を有する。ファジィ制御
構築支援装置２０の表示部２２の操作画面上には、対話
型図表としてファジィ制御装置の構築画面を表示し、同
じ画面上の指示器により所望の図記号を選択してファジ
ィ制御装置を構築する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種設備機器の制御や
プロセス制御などに用いられるファジィ制御用プログラ
マブルコントローラに関するものである。
プロセス制御などに用いられるファジィ制御用プログラ
マブルコントローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ファジィ制御用コントローラで
は、制御ターゲットに応じたメンバシップ関数やルール
のような知識が必要であり、このような知識はファジィ
制御構築支援装置によって作成される。ファジィ制御構
築支援装置としては、たとえば、特開平２−２０７３０
２号公報に示されたものがある（図１０にブロック図を
示す）。この従来例は、ファジィルールおよびメンバシ
ップ関数を記憶した知識ベース１を備え、ファジィルー
ルおよびメンバシップ関数を表示画面２上で編集する。
また、知識ベース１に記憶されているファジィルールお
よびメンバシップ関数に基づいて推論シミュレーション
を行なうシミュレーション部３を備え、推論結果を表示
画面を含む出力部３２ないし出力部３４に出力する。さ
らに、この従来例ではファジィルールやメンバシップ関
数を他言語（Ｃ言語など）に変換して外部記憶装置に記
憶させるトランスレータ４も備える。
は、制御ターゲットに応じたメンバシップ関数やルール
のような知識が必要であり、このような知識はファジィ
制御構築支援装置によって作成される。ファジィ制御構
築支援装置としては、たとえば、特開平２−２０７３０
２号公報に示されたものがある（図１０にブロック図を
示す）。この従来例は、ファジィルールおよびメンバシ
ップ関数を記憶した知識ベース１を備え、ファジィルー
ルおよびメンバシップ関数を表示画面２上で編集する。
また、知識ベース１に記憶されているファジィルールお
よびメンバシップ関数に基づいて推論シミュレーション
を行なうシミュレーション部３を備え、推論結果を表示
画面を含む出力部３２ないし出力部３４に出力する。さ
らに、この従来例ではファジィルールやメンバシップ関
数を他言語（Ｃ言語など）に変換して外部記憶装置に記
憶させるトランスレータ４も備える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来例
では、ファジィ制御装置の構築には、窓状操作画面に図
表を配置する方法を用いているが、特定の機能や処理を
象徴的に示す図記号は用いられず、操作画面上の指示器
は操作する箇所の選択、文字の選択に用いられていた。
では、ファジィ制御装置の構築には、窓状操作画面に図
表を配置する方法を用いているが、特定の機能や処理を
象徴的に示す図記号は用いられず、操作画面上の指示器
は操作する箇所の選択、文字の選択に用いられていた。
【０００４】さらに、従来はファジィ制御装置を象徴的
図記号を用いて表示する機能はなく、ファジィ制御装置
の全体像はファジィ制御構築支援装置の操作画面とは別
に使用者が用意しなければならなかった。また、プログ
ラマブルコントローラをファジィ制御装置として用いる
場合には、プログラマブルコントローラの入出力、共有
メモリに関する詳細な設定をプログラマブルコントロー
ラ特有のプログラミング言語により記述しなければなら
なかった。
図記号を用いて表示する機能はなく、ファジィ制御装置
の全体像はファジィ制御構築支援装置の操作画面とは別
に使用者が用意しなければならなかった。また、プログ
ラマブルコントローラをファジィ制御装置として用いる
場合には、プログラマブルコントローラの入出力、共有
メモリに関する詳細な設定をプログラマブルコントロー
ラ特有のプログラミング言語により記述しなければなら
なかった。
【０００５】一方、ファジィ制御装置が多用されるプロ
セス制御では、入出力信号の分岐、微分、積分、設定値
に対する減算等の算術演算を記号を用いて表現すること
が一般的であるが、従来のファジィ制御構築支援装置で
は、装置特有のプログラミング言語を用いて算術演算を
記述しなければならなかった。本発明は上記事由に鑑み
て為されたものであり、ファジィ制御に適したユーザフ
レンドリなプログラミングが可能なファジィ制御用プロ
グラマブルコントローラを提供することを目的とする。
セス制御では、入出力信号の分岐、微分、積分、設定値
に対する減算等の算術演算を記号を用いて表現すること
が一般的であるが、従来のファジィ制御構築支援装置で
は、装置特有のプログラミング言語を用いて算術演算を
記述しなければならなかった。本発明は上記事由に鑑み
て為されたものであり、ファジィ制御に適したユーザフ
レンドリなプログラミングが可能なファジィ制御用プロ
グラマブルコントローラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、メンバシップ関数やルールな
どの知識を記憶する知識メモリ部、外部からの入力情報
に上記知識を適用してファジィ推論を行ない推論結果を
用いて制御ターゲットを制御するファジィ推論部を備え
るファジィユニットと、知識メモリ部に格納される知識
を調整する知識データ設定部、知識データ設定部による
知識の設定に用いる作業画面およびファジィ推論部での
推論状況を表示する表示部を有するファジィ制御構築支
援装置とが双方向伝送手段を介して接続され、知識デー
タ設定部は、知識の可変要素と各可変要素の内容を示す
指示器とを図記号として表示器の作業画面に表示し、指
示器を画面上で操作して可変要素の内容を変更し、表示
手段に表示されている知識を知識メモリ部に与える形に
変換する。
記目的を達成するために、メンバシップ関数やルールな
どの知識を記憶する知識メモリ部、外部からの入力情報
に上記知識を適用してファジィ推論を行ない推論結果を
用いて制御ターゲットを制御するファジィ推論部を備え
るファジィユニットと、知識メモリ部に格納される知識
を調整する知識データ設定部、知識データ設定部による
知識の設定に用いる作業画面およびファジィ推論部での
推論状況を表示する表示部を有するファジィ制御構築支
援装置とが双方向伝送手段を介して接続され、知識デー
タ設定部は、知識の可変要素と各可変要素の内容を示す
指示器とを図記号として表示器の作業画面に表示し、指
示器を画面上で操作して可変要素の内容を変更し、表示
手段に表示されている知識を知識メモリ部に与える形に
変換する。
【０００７】請求項２の発明では、知識データ設定部
は、基本的なメンバシップ関数およびルールをあらかじ
め装備することを特徴とする。請求項３の発明では、知
識データ設定部は、変数を対数目盛りで表現したメンバ
シップ関数が定義可能であることを特徴とする。請求項
４の発明では、知識データ設定部は、変数を対数目盛り
で表現したメンバシップ関数が定義可能であるととも
に、メンバシップ関数のゲインが変更可能であることを
特徴とする。
は、基本的なメンバシップ関数およびルールをあらかじ
め装備することを特徴とする。請求項３の発明では、知
識データ設定部は、変数を対数目盛りで表現したメンバ
シップ関数が定義可能であることを特徴とする。請求項
４の発明では、知識データ設定部は、変数を対数目盛り
で表現したメンバシップ関数が定義可能であるととも
に、メンバシップ関数のゲインが変更可能であることを
特徴とする。
【０００８】請求項５の発明では、知識データ設定部
は、可変要素として入出力の割当が設定可能であること
を特徴とする。請求項６の発明では、知識データ設定部
は、作業画面に入出力の割当の一覧を表示可能であるこ
とを特徴とする。請求項７の発明では、知識データ設定
部は、可変要素として複数の算術演算が選択可能である
ことを特徴とする。
は、可変要素として入出力の割当が設定可能であること
を特徴とする。請求項６の発明では、知識データ設定部
は、作業画面に入出力の割当の一覧を表示可能であるこ
とを特徴とする。請求項７の発明では、知識データ設定
部は、可変要素として複数の算術演算が選択可能である
ことを特徴とする。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、ファジィ制御に用いる知識
を格納する知識メモリ部およびファジィ推論を実行する
ファジィ推論部を備えたファジィユニットと、知識メモ
リ部に格納される知識を調整する知識データ設定部およ
び知識の設定に用いる作業画面やファジィ推論部での推
論状況を表示する表示部を備えたファジィ制御構築支援
装置とを接続し、両者間で双方向伝送を行なっているか
ら、制御ターゲットをファジィユニットにより制御しな
がら、推論状況を表示部に表示して制御の適否の判断が
可能になり、知識データ設定部によって知識をただちに
調整することが可能になる。つまり、画面の表示に従っ
て知識の設定、調整が可能であるから、高精度なファジ
ィ制御が実現できる。しかも、知識データ設定部は、知
識の可変要素と各可変要素の内容を示す指示器とを図記
号として表示器の作業画面に表示し、指示器を画面上で
操作して可変要素の内容を変更し、表示手段に表示され
ている知識を知識メモリ部に与える形に変換するから、
ファジィ制御を行なうための知識の調整（チューニン
グ）が容易になり、時間的な効率が向上する。
を格納する知識メモリ部およびファジィ推論を実行する
ファジィ推論部を備えたファジィユニットと、知識メモ
リ部に格納される知識を調整する知識データ設定部およ
び知識の設定に用いる作業画面やファジィ推論部での推
論状況を表示する表示部を備えたファジィ制御構築支援
装置とを接続し、両者間で双方向伝送を行なっているか
ら、制御ターゲットをファジィユニットにより制御しな
がら、推論状況を表示部に表示して制御の適否の判断が
可能になり、知識データ設定部によって知識をただちに
調整することが可能になる。つまり、画面の表示に従っ
て知識の設定、調整が可能であるから、高精度なファジ
ィ制御が実現できる。しかも、知識データ設定部は、知
識の可変要素と各可変要素の内容を示す指示器とを図記
号として表示器の作業画面に表示し、指示器を画面上で
操作して可変要素の内容を変更し、表示手段に表示され
ている知識を知識メモリ部に与える形に変換するから、
ファジィ制御を行なうための知識の調整（チューニン
グ）が容易になり、時間的な効率が向上する。
【００１０】
（実施例１）図１に実施例１におけるファジィユニット
１０およびファジィ制御構築支援装置２０のブロック図
を示す。本実施例のプログラマブルコントローラは、シ
ーケンスプログラムを実行するＣＰＵユニット（図示せ
ず）、ファジィ制御を行なうファジィユニット１０、設
備等の制御ターゲット３０を接続する入出力ユニット
（図示せず）、およびこれらのユニット間を接続すると
ともに電源を備えるマザーボード（図示せず）からな
る。また、図示例ではファジィユニット１０に、制御タ
ーゲット３０と接続可能な入出力部としてのＡ／Ｄ変換
器１３ａおよびＤ／Ａ変換器１３ｂを設けている。
１０およびファジィ制御構築支援装置２０のブロック図
を示す。本実施例のプログラマブルコントローラは、シ
ーケンスプログラムを実行するＣＰＵユニット（図示せ
ず）、ファジィ制御を行なうファジィユニット１０、設
備等の制御ターゲット３０を接続する入出力ユニット
（図示せず）、およびこれらのユニット間を接続すると
ともに電源を備えるマザーボード（図示せず）からな
る。また、図示例ではファジィユニット１０に、制御タ
ーゲット３０と接続可能な入出力部としてのＡ／Ｄ変換
器１３ａおよびＤ／Ａ変換器１３ｂを設けている。
【００１１】ファジィユニット１０は、内蔵の入力部ま
たはバスにより接続された外付けの入力ユニット（図示
例では共有メモリ１４を介してＣＰＵユニットとデータ
を授受する）からの信号をもとにファジィ推論を行なう
ファジィ推論部１１と、ファジィ推論に用いるメンバシ
ップ関数やルールなどの知識を記憶する知識メモリ部１
２を有する。知識メモリ部１２およびファジィ推論部１
１は、必要に応じて、通信回線を通してファジィ制御構
築支援装置２０と接続することができる。
たはバスにより接続された外付けの入力ユニット（図示
例では共有メモリ１４を介してＣＰＵユニットとデータ
を授受する）からの信号をもとにファジィ推論を行なう
ファジィ推論部１１と、ファジィ推論に用いるメンバシ
ップ関数やルールなどの知識を記憶する知識メモリ部１
２を有する。知識メモリ部１２およびファジィ推論部１
１は、必要に応じて、通信回線を通してファジィ制御構
築支援装置２０と接続することができる。
【００１２】ファジィ制御構築支援装置２０は、知識デ
ータの設定、調整、変更を行なう知識データ設定部２１
と、知識データ設定部２１による知識の設定に用いる作
業画面を表示したり、ファジィ推論部１１での推論状況
を表示したりするＣＲＴないし液晶表示器を備えた表示
部２２とを有する。ファジィ推論部１１は、入力ユニッ
トから得た制御ターゲット３０の情報をもとに、知識メ
モリ部１２に記憶されているファジィ推論用のパラメー
タ（入出力変数のメンバシップ関数、および推論ルール
など）に従ってファジィ推論を行ない、推論結果を出力
ユニットを通して制御ターゲット３０に与えることによ
り、制御ターゲット３０を目標値に制御する。
ータの設定、調整、変更を行なう知識データ設定部２１
と、知識データ設定部２１による知識の設定に用いる作
業画面を表示したり、ファジィ推論部１１での推論状況
を表示したりするＣＲＴないし液晶表示器を備えた表示
部２２とを有する。ファジィ推論部１１は、入力ユニッ
トから得た制御ターゲット３０の情報をもとに、知識メ
モリ部１２に記憶されているファジィ推論用のパラメー
タ（入出力変数のメンバシップ関数、および推論ルール
など）に従ってファジィ推論を行ない、推論結果を出力
ユニットを通して制御ターゲット３０に与えることによ
り、制御ターゲット３０を目標値に制御する。
【００１３】ファジィ制御構築支援装置２０は、双方向
伝送が可能な通信回線を通してファジィユニット１０と
着脱自在に接続される。したがって、ファジィ制御の状
況を表示部２２に表示し、リアルタイムでモニタしなが
ら、適切な制御になるようにファジィ推論用のパラメー
タを知識データ設定部２０で設定、調整し、変更された
パラメータを通信回線を通してファジィユニット１０内
の知識メモリ部１２に書込むことができる。以後、ファ
ジィ推論部１１は書き換えられた知識メモリ部１２内の
知識データをもとにファジィ推論を行なう。つまり、制
御ターゲット３０の制御を実行しながらも、オンライン
でかつリアルタイムに知識データの設定、調整、変更を
行なうことにより、効率的に制御システムを確立するこ
とができるのである。
伝送が可能な通信回線を通してファジィユニット１０と
着脱自在に接続される。したがって、ファジィ制御の状
況を表示部２２に表示し、リアルタイムでモニタしなが
ら、適切な制御になるようにファジィ推論用のパラメー
タを知識データ設定部２０で設定、調整し、変更された
パラメータを通信回線を通してファジィユニット１０内
の知識メモリ部１２に書込むことができる。以後、ファ
ジィ推論部１１は書き換えられた知識メモリ部１２内の
知識データをもとにファジィ推論を行なう。つまり、制
御ターゲット３０の制御を実行しながらも、オンライン
でかつリアルタイムに知識データの設定、調整、変更を
行なうことにより、効率的に制御システムを確立するこ
とができるのである。
【００１４】ところで、ファジィ制御用プログラマブル
コントローラにおいては、初期状態における知識メモリ
部１２はクリアされており知識データは何も設定されて
いない。したがって、使用者はまず、ファジィ制御構築
支援装置２０を用いて知識データ（メンバシップ関数お
よびルールなど）を作成し、通信回線を通して知識メモ
リ部１２に書き込んだ後、ファジィユニット１０の制御
を開始する。
コントローラにおいては、初期状態における知識メモリ
部１２はクリアされており知識データは何も設定されて
いない。したがって、使用者はまず、ファジィ制御構築
支援装置２０を用いて知識データ（メンバシップ関数お
よびルールなど）を作成し、通信回線を通して知識メモ
リ部１２に書き込んだ後、ファジィユニット１０の制御
を開始する。
【００１５】しかし、ファジィ制御における知識データ
を全て設定することは、使用者にとって大きな負担とな
る。また、一次遅れ系などの典型的な制御系などでは、
ある程度の知識データは共通化できる。そこで、典型的
な制御系用の知識データを、ファジィ制御構築支援装置
２０にあらかじめ準備しておくことにより、使用者が初
期設定時にそのデータを呼び出すだけで、基本的な知識
データが作成できるようにするものである。すなわち、
ファジィ制御構築支援装置２０の知識データ設定部２１
に、典型的（基本的）なメンバシップ関数およびルール
をあらかじめ装備させておき、これを用いて基本的な知
識データを作成する。
を全て設定することは、使用者にとって大きな負担とな
る。また、一次遅れ系などの典型的な制御系などでは、
ある程度の知識データは共通化できる。そこで、典型的
な制御系用の知識データを、ファジィ制御構築支援装置
２０にあらかじめ準備しておくことにより、使用者が初
期設定時にそのデータを呼び出すだけで、基本的な知識
データが作成できるようにするものである。すなわち、
ファジィ制御構築支援装置２０の知識データ設定部２１
に、典型的（基本的）なメンバシップ関数およびルール
をあらかじめ装備させておき、これを用いて基本的な知
識データを作成する。
【００１６】図２に一次遅れ系におけるルールの例を示
す。入力は Error（＝測定値−目標値）および dError
（＝測定値の時間微分）であり、出力は速度型を想定
し、入出力とも７ラベルの場合の例である。このような
ルールを基本的な知識データとして装備しておけば、こ
のようなルールを最初から作成する場合に比較して知識
データの作成に要する時間が大幅に短縮される。
す。入力は Error（＝測定値−目標値）および dError
（＝測定値の時間微分）であり、出力は速度型を想定
し、入出力とも７ラベルの場合の例である。このような
ルールを基本的な知識データとして装備しておけば、こ
のようなルールを最初から作成する場合に比較して知識
データの作成に要する時間が大幅に短縮される。
【００１７】図３にファジィ制御構築支援装置２０の操
作画面上に表示する画面の一例を示す。ファジィ制御構
築支援装置２０は、たとえば基本オペレーティングソフ
トウエアとして窓状の操作画面が複数表示される方式を
採用し、ファジィ制御構築支援のための窓状操作画面に
は、上部から、操作窓の名称を表示する領域Ｄ1 、各種
処理を遂行させる処理名を横方向に並べたメニュー領域
Ｄ2 、ファジィ制御装置を構築する際に用いる各種可変
要素が象徴的に表わされた図記号を横方向に並べた領域
Ｄ3 、さらに下欄にファジィ制御装置を構築する作業領
域Ｄ4 から構成される。
作画面上に表示する画面の一例を示す。ファジィ制御構
築支援装置２０は、たとえば基本オペレーティングソフ
トウエアとして窓状の操作画面が複数表示される方式を
採用し、ファジィ制御構築支援のための窓状操作画面に
は、上部から、操作窓の名称を表示する領域Ｄ1 、各種
処理を遂行させる処理名を横方向に並べたメニュー領域
Ｄ2 、ファジィ制御装置を構築する際に用いる各種可変
要素が象徴的に表わされた図記号を横方向に並べた領域
Ｄ3 、さらに下欄にファジィ制御装置を構築する作業領
域Ｄ4 から構成される。
【００１８】ファジィ制御装置を構築する際に用いる各
種可変要素を象徴的に表わした図記号を並ベた領域に
は、入力チャンネル、出力チャンネル、共有メモリを象
徴的に表わす図記号を配置する。たとえば、操作画面上
に表示される指示器（キーボードのカーソルキーやマウ
スの動作に対応したポインタなど）により入力チャンネ
ルを選択すると、図３に示す入力チャンネル設定用の図
表画面Ｐ1 が表示される。入力チャネル設定用の図表画
面には設定することが可能な入力チャンネルがチャンネ
ル番号とともに表示される。使用者は所望の入力チャン
ネルを指示器により選択してファジィ制御装置を構築す
る際の要素として作業領域Ｄ4 に配置する。出力チャン
ネルの設定も同様であり、出力チャンネル設定用の図表
画面Ｐ2 が表示される。また、共有メモリを選択する
と、図３に示す共有メモリ設定用の図表画面Ｐ3 が表示
される。共有メモリを変数として用いるのか、設定値
（定数）として用いるのかをこの図表画面Ｐ3 により操
作画面上の指示器により設定する。要するに、入出力の
割当を図表画面Ｐ2 ，Ｐ3 を用いて容易に設定すること
ができる。
種可変要素を象徴的に表わした図記号を並ベた領域に
は、入力チャンネル、出力チャンネル、共有メモリを象
徴的に表わす図記号を配置する。たとえば、操作画面上
に表示される指示器（キーボードのカーソルキーやマウ
スの動作に対応したポインタなど）により入力チャンネ
ルを選択すると、図３に示す入力チャンネル設定用の図
表画面Ｐ1 が表示される。入力チャネル設定用の図表画
面には設定することが可能な入力チャンネルがチャンネ
ル番号とともに表示される。使用者は所望の入力チャン
ネルを指示器により選択してファジィ制御装置を構築す
る際の要素として作業領域Ｄ4 に配置する。出力チャン
ネルの設定も同様であり、出力チャンネル設定用の図表
画面Ｐ2 が表示される。また、共有メモリを選択する
と、図３に示す共有メモリ設定用の図表画面Ｐ3 が表示
される。共有メモリを変数として用いるのか、設定値
（定数）として用いるのかをこの図表画面Ｐ3 により操
作画面上の指示器により設定する。要するに、入出力の
割当を図表画面Ｐ2 ，Ｐ3 を用いて容易に設定すること
ができる。
【００１９】このように、ファジィユニット１０を用い
てファジィ制御装置を構築する際の設定が、特別な操作
方法の習得をせずに簡単に実施でき、ファジィ制御装置
を効率よく構築することができる。また、上述のように
して設定した入出力の割当は、図４のように一覧表示す
ることができる。すなわち、入力チャンネル、出力チャ
ンネル、共有メモリの配置情報が示される。ここでは、
ファジィユニット１０内に入力部および出力部を内蔵す
る場合について示してある。このような変数配置情報の
一覧表示により、ファジィユニット１０内の変数と設定
値が即座に把握でき、ファジィ制御装置を効率よく構築
することができる。
てファジィ制御装置を構築する際の設定が、特別な操作
方法の習得をせずに簡単に実施でき、ファジィ制御装置
を効率よく構築することができる。また、上述のように
して設定した入出力の割当は、図４のように一覧表示す
ることができる。すなわち、入力チャンネル、出力チャ
ンネル、共有メモリの配置情報が示される。ここでは、
ファジィユニット１０内に入力部および出力部を内蔵す
る場合について示してある。このような変数配置情報の
一覧表示により、ファジィユニット１０内の変数と設定
値が即座に把握でき、ファジィ制御装置を効率よく構築
することができる。
【００２０】ファジィ制御では各種の算術演算が必要に
なることもある。そこで、図５に示すように、窓状の操
作画面を用い、ファジィ制御装置を構築する際に用いる
各種要素を象徴的に表わした図記号を並べた領域Ｄ
3 に、選択可能な算術演算を象徴的に表わす図記号を配
列しておく。操作画面上で指示器によりこれらの図記号
を選択すると、算術演算を選択するための図５に示す図
表画面Ｐ4 が表示される。したがって、使用者は所望の
算術演算を指示器により選択してファジィ制御装置を構
築する際の要素として作業領域Ｄ4 に配置すればよい。
なることもある。そこで、図５に示すように、窓状の操
作画面を用い、ファジィ制御装置を構築する際に用いる
各種要素を象徴的に表わした図記号を並べた領域Ｄ
3 に、選択可能な算術演算を象徴的に表わす図記号を配
列しておく。操作画面上で指示器によりこれらの図記号
を選択すると、算術演算を選択するための図５に示す図
表画面Ｐ4 が表示される。したがって、使用者は所望の
算術演算を指示器により選択してファジィ制御装置を構
築する際の要素として作業領域Ｄ4 に配置すればよい。
【００２１】（実施例２）従来より提案されている一般
的なファジィ推論用のメンバシップ関数を図６に示す。
ファジィ制御では、たとえば温度制御のように、目標値
から大きく離れた温度での出力分解能は粗く、目標値に
近い温度での出力分解能は細かくして、制御の精度を高
めたいという用途は多い。ここで、図６において、横軸
は（現在の測定値）−（目標値）を表す。
的なファジィ推論用のメンバシップ関数を図６に示す。
ファジィ制御では、たとえば温度制御のように、目標値
から大きく離れた温度での出力分解能は粗く、目標値に
近い温度での出力分解能は細かくして、制御の精度を高
めたいという用途は多い。ここで、図６において、横軸
は（現在の測定値）−（目標値）を表す。
【００２２】そこで本実施例では、図７に示すように、
横軸に対数目盛りを採用し、同形状のメンバシップ関数
を均等に配置することにより、目標値付近においては細
かな制御、目標値と離れた領域においては粗い制御を簡
単に設定できるようにした。人間の感覚は線形的ではな
く対数的に反応すると言われている。人間の経験や感覚
を言語的に制御に取り込めるファジィ制御に、対数表現
のメンバシップ関数を採用することにより、より人間の
感覚に合ったファジィ制御が可能となる。
横軸に対数目盛りを採用し、同形状のメンバシップ関数
を均等に配置することにより、目標値付近においては細
かな制御、目標値と離れた領域においては粗い制御を簡
単に設定できるようにした。人間の感覚は線形的ではな
く対数的に反応すると言われている。人間の経験や感覚
を言語的に制御に取り込めるファジィ制御に、対数表現
のメンバシップ関数を採用することにより、より人間の
感覚に合ったファジィ制御が可能となる。
【００２３】具体的なメンバシップ関数の作成方法を以
下に示す。まず、中心のメンバシップ関数の幅を±１と
する。１≦ｘ≦上限値（但し、図７に示す例での上限値
は２０００）および、下限値≦ｘ≦−１（但し、図７に
示す例での下限値は−２０００）の領域について、下式
に従って対数表示を行なう。 ｘ′＝ log（｜ｘ｜） 各メンバシップ関数をラベル数に応じて、下限値≦ｘ≦
−１および１≦ｘ≦上限値の領域に均等に配置する。そ
の後、必要に応じて調整を行なう。
下に示す。まず、中心のメンバシップ関数の幅を±１と
する。１≦ｘ≦上限値（但し、図７に示す例での上限値
は２０００）および、下限値≦ｘ≦−１（但し、図７に
示す例での下限値は−２０００）の領域について、下式
に従って対数表示を行なう。 ｘ′＝ log（｜ｘ｜） 各メンバシップ関数をラベル数に応じて、下限値≦ｘ≦
−１および１≦ｘ≦上限値の領域に均等に配置する。そ
の後、必要に応じて調整を行なう。
【００２４】（実施例３）ところで、実施例２では、制
御ターゲットによっては、中心付近のメンバシップ関数
の幅が狭すぎて、うまく制御できない場合も考えられ
る。そこで、本実施例では、対数表現のメンバシップ関
数にゲインというパラメータを導入し、中心付近の幅を
広げたメンバシップ関数を設定できるようにした。図８
にオフセット２０００、ゲイン２の場合のメンバシップ
関数の一例を示す。
御ターゲットによっては、中心付近のメンバシップ関数
の幅が狭すぎて、うまく制御できない場合も考えられ
る。そこで、本実施例では、対数表現のメンバシップ関
数にゲインというパラメータを導入し、中心付近の幅を
広げたメンバシップ関数を設定できるようにした。図８
にオフセット２０００、ゲイン２の場合のメンバシップ
関数の一例を示す。
【００２５】具体的なメンバシップ関数の作成方法を以
下に示す。いま、ゲインをｇとする。まず、中心のメン
バシップ関数の幅を±ｇとする。ｇ≦ｘ≦上限値（但
し、図８に示す例での上限値は２０００）および、下限
値≦ｘ≦−ｇ（但し、図８に示す例での下限値は−２０
００）の領域について、下式に従って対数表示を行な
う。 ｘ’＝log （｜ｘ｜／ｇ） 各メンバシップ関数をラベル数に応じて、下限値≦ｘ≦
−ｇおよびｇ≦ｘ≦上限値の領域に均等に配置する。そ
の後、必要に応じて調整を行なう。
下に示す。いま、ゲインをｇとする。まず、中心のメン
バシップ関数の幅を±ｇとする。ｇ≦ｘ≦上限値（但
し、図８に示す例での上限値は２０００）および、下限
値≦ｘ≦−ｇ（但し、図８に示す例での下限値は−２０
００）の領域について、下式に従って対数表示を行な
う。 ｘ’＝log （｜ｘ｜／ｇ） 各メンバシップ関数をラベル数に応じて、下限値≦ｘ≦
−ｇおよびｇ≦ｘ≦上限値の領域に均等に配置する。そ
の後、必要に応じて調整を行なう。
【００２６】上述のようにしてファジィ制御装置を構築
した例を図９に示す。本発明のファジィ制御構築支援装
置２０を用いるとファジィ制御装置の各要素が操作画面
上で図９のように図記号として表示されるのでシステム
を一度に把握できるとともに、ファジィ制御構築支援装
置２０に特有のプログラム言語の習得や、プログラマブ
ルコントローラ専用のプログラム言語の習得なしにファ
ジィ制御装置を効率よく構築することが可能になる。
した例を図９に示す。本発明のファジィ制御構築支援装
置２０を用いるとファジィ制御装置の各要素が操作画面
上で図９のように図記号として表示されるのでシステム
を一度に把握できるとともに、ファジィ制御構築支援装
置２０に特有のプログラム言語の習得や、プログラマブ
ルコントローラ専用のプログラム言語の習得なしにファ
ジィ制御装置を効率よく構築することが可能になる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上述のように、ファジィ制御に
用いる知識を格納する知識メモリ部およびファジィ推論
を実行するファジィ推論部を備えたファジィユニット
と、知識メモリ部に格納される知識を調整する知識デー
タ設定部および知識の設定に用いる作業画面やファジィ
推論部での推論状況を表示する表示部を備えたファジィ
制御構築支援装置とを接続し、両者間で双方向伝送を行
なっているから、制御ターゲットをファジィユニットに
より制御しながら、推論状況を表示部に表示して制御の
適否の判断が可能になり、知識データ設定部によって知
識をただちに調整することが可能になるという利点があ
る。つまり、表示器での表示に従って知識の設定、調整
が可能であるから、高精度なファジィ制御が実現でき
る。しかも、知識データ設定部は、知識の可変要素と各
可変要素の内容を示す指示器とを図記号として表示器の
作業画面に表示し、指示器を画面上で操作して可変要素
の内容を変更し、表示手段に表示されている知識を知識
メモリ部に与える形に変換するから、ファジィ制御を行
なうための知識の調整（チューニング）が容易になり、
時間的な効率が向上するという利点がある。
用いる知識を格納する知識メモリ部およびファジィ推論
を実行するファジィ推論部を備えたファジィユニット
と、知識メモリ部に格納される知識を調整する知識デー
タ設定部および知識の設定に用いる作業画面やファジィ
推論部での推論状況を表示する表示部を備えたファジィ
制御構築支援装置とを接続し、両者間で双方向伝送を行
なっているから、制御ターゲットをファジィユニットに
より制御しながら、推論状況を表示部に表示して制御の
適否の判断が可能になり、知識データ設定部によって知
識をただちに調整することが可能になるという利点があ
る。つまり、表示器での表示に従って知識の設定、調整
が可能であるから、高精度なファジィ制御が実現でき
る。しかも、知識データ設定部は、知識の可変要素と各
可変要素の内容を示す指示器とを図記号として表示器の
作業画面に表示し、指示器を画面上で操作して可変要素
の内容を変更し、表示手段に表示されている知識を知識
メモリ部に与える形に変換するから、ファジィ制御を行
なうための知識の調整（チューニング）が容易になり、
時間的な効率が向上するという利点がある。
【図１】実施例１を示すブロック図である。
【図２】実施例１における一次遅れ系のルールを示す図
である。
である。
【図３】実施例１におけるファジィ制御構築支援装置の
操作画面の表示例を示す図である。
操作画面の表示例を示す図である。
【図４】実施例１におけるファジィ制御構築支援装置の
操作画面の表示例を示す図である。
操作画面の表示例を示す図である。
【図５】実施例１におけるファジィ制御構築支援装置の
操作画面の表示例を示す図である。
操作画面の表示例を示す図である。
【図６】一般的なファジィ推論用のメンバシップ関数を
示す図である。
示す図である。
【図７】実施例２におけるファジイ推論用のメンバシッ
プ関数を示す図である。
プ関数を示す図である。
【図８】実施例３におけるファジイ推論用のメンバシッ
プ関数を示す図である。
プ関数を示す図である。
【図９】実施例におけるファジィ制御装置の構築例を示
す図である。
す図である。
【図１０】従来例を示すブロック図である。
１０ ファジィユニット １１ ファジィ推論部 １２ 知識メモリ部 ２０ ファジィ制御構築支援装置 ２１ 知識データ設定部 ２２ 表示部 ３０ 制御ターゲット
Claims (7)
- 【請求項１】 メンバシップ関数やルールなどの知識を
記憶する知識メモリ部、外部からの入力情報に上記知識
を適用してファジィ推論を行ない推論結果を用いて制御
ターゲットを制御するファジィ推論部を備えるファジィ
ユニットと、知識メモリ部に格納される知識を調整する
知識データ設定部、知識データ設定部による知識の設定
に用いる作業画面およびファジィ推論部での推論状況を
表示する表示部を有するファジィ制御構築支援装置とが
双方向伝送手段を介して接続され、知識データ設定部
は、知識の可変要素と各可変要素の内容を示す指示器と
を図記号として表示器の作業画面に表示し、指示器を画
面上で操作して可変要素の内容を変更し、表示手段に表
示されている知識を知識メモリ部に与える形に変換する
ことを特徴とするファジィ制御用プログラマブルコント
ローラ。 - 【請求項２】 知識データ設定部は、基本的なメンバシ
ップ関数およびルールをあらかじめ装備することを特徴
とする請求項１記載のファジィ制御用プログラマブルコ
ントローラ。 - 【請求項３】 知識データ設定部は、変数を対数目盛り
で表現したメンバシップ関数が定義可能であることを特
徴とする請求項１記載のファジィ制御用プログラマブル
コントローラ。 - 【請求項４】 知識データ設定部は、変数を対数目盛り
で表現したメンバシップ関数が定義可能であるととも
に、メンバシップ関数のゲインが変更可能であることを
特徴とする請求項１記載のファジィ制御用プログラマブ
ルコントローラ。 - 【請求項５】 知識データ設定部は、可変要素として入
出力の割当が設定可能であることを特徴とする請求項１
記載のファジィ制御用プログラマブルコントローラ。 - 【請求項６】 知識データ設定部は、作業画面に入出力
の割当の一覧を表示可能であることを特徴とする請求項
５記載のファジィ制御用プログラマブルコントローラ。 - 【請求項７】 知識データ設定部は、可変要素として複
数の算術演算が選択可能であることを特徴とする請求項
１記載のファジィ制御用プログラマブルコントローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18494395A JPH0916208A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | ファジィ制御用プログラマブルコントローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18494395A JPH0916208A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | ファジィ制御用プログラマブルコントローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0916208A true JPH0916208A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=16162075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18494395A Pending JPH0916208A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | ファジィ制御用プログラマブルコントローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0916208A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100766994B1 (ko) * | 2006-09-29 | 2007-10-17 | 강학현 | 걸레받이 |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP18494395A patent/JPH0916208A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100766994B1 (ko) * | 2006-09-29 | 2007-10-17 | 강학현 | 걸레받이 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040513 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041019 |