JP2532610B2 - プログラム制御の目標値生成装置 - Google Patents
プログラム制御の目標値生成装置Info
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
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- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、あらかじめ決定された時間的に変動する目
標値に追従されるプログラム制御装置の目標値生成に関
するものである。
標値に追従されるプログラム制御装置の目標値生成に関
するものである。
従来の技術 従来例を第８図、第９図で説明する。プログラム制御
とは、第８図に示すようにあかじめ設定された時間的に
変動する目標値に追従させる制御であり、目標値の発生
方法としては２つの方法がある。第１の方法を第９図に
よって説明する。第９図は時刻tiに対する目標値riの関
係を表したものである。この関係をROMテーブルとして
用意し、時刻t1,t2,t3……ごとにROMをアクセスし、格
納された目標値データr1,r2,r3,……を取り出して出力
する。
とは、第８図に示すようにあかじめ設定された時間的に
変動する目標値に追従させる制御であり、目標値の発生
方法としては２つの方法がある。第１の方法を第９図に
よって説明する。第９図は時刻tiに対する目標値riの関
係を表したものである。この関係をROMテーブルとして
用意し、時刻t1,t2,t3……ごとにROMをアクセスし、格
納された目標値データr1,r2,r3,……を取り出して出力
する。
第２の方法は、時間に対する目標値の関係を関数式と
して用意するもので、例えば次式で示す。
して用意するもので、例えば次式で示す。
ｒ（ｔ）＝（１＋3t2＋ｔ−1.5）２ 上式をもとに、時刻t1,t2,t3,……ごとにｒ（t1）,r
（t2）,r（t3），……を求めて出力する。
（t2）,r（t3），……を求めて出力する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の方法には次のような課題があ
る。従来の第１の方法は、時間に対して離散的に目標値
が設定されており、より精密な制御をするために時間間
隔を短くした場合、設定する目標値の数が膨大となり、
大きなROM容量を必要とする。
る。従来の第１の方法は、時間に対して離散的に目標値
が設定されており、より精密な制御をするために時間間
隔を短くした場合、設定する目標値の数が膨大となり、
大きなROM容量を必要とする。
一方、従来の第２の方法は、目標値が関数式で用意さ
れているためメモリは必要としないが、時間に対する目
標値が複雑な非線形の関係にある場合、その関数式を決
定することは容易ではない。
れているためメモリは必要としないが、時間に対する目
標値が複雑な非線形の関係にある場合、その関数式を決
定することは容易ではない。
課題を解決するための手段 本発明は、時間に対して変動する目標値に追従させる
プログラム制御装置において、時間もしくは時間と時間
以外の入力量をファジィ推論規則の前件部入力変数と
し、前記目標値を後件部出力変数とし、前記ファジィ推
論規則の後件部をファジィ数でなく実数値としたファジ
ィ推論装置を用い、ファジィ推論によって前記目標値を
生成する構成である。
プログラム制御装置において、時間もしくは時間と時間
以外の入力量をファジィ推論規則の前件部入力変数と
し、前記目標値を後件部出力変数とし、前記ファジィ推
論規則の後件部をファジィ数でなく実数値としたファジ
ィ推論装置を用い、ファジィ推論によって前記目標値を
生成する構成である。
作用 本発明は前記した構成により、生成すべき目標値をIF
〜THEN…形成で記述した所定のファジィ推論規則に従っ
て、入力変数のファジィ変数を推論規則の前件部（IF
部）に適用し、その規則に対する適合度合（メンバシッ
プ値）から、後件部（THEN部）での出力の実数値を決定
する。実際の生成すべき目標値は複数規則による出力の
実数値の重心値等を取ることによって得る。これによっ
て、少ないメモリ容量で連続的な入力量に対する目標値
を生成することが可能となる。
〜THEN…形成で記述した所定のファジィ推論規則に従っ
て、入力変数のファジィ変数を推論規則の前件部（IF
部）に適用し、その規則に対する適合度合（メンバシッ
プ値）から、後件部（THEN部）での出力の実数値を決定
する。実際の生成すべき目標値は複数規則による出力の
実数値の重心値等を取ることによって得る。これによっ
て、少ないメモリ容量で連続的な入力量に対する目標値
を生成することが可能となる。
実施例 本発明の第１実施例を図面を用いて説明する。第１図
において、１は時間入力部で、タイマ等による時間計測
値を入力する。２は時間以外の入力部で、時間以外の入
力がある場合に使用する。３はファジィ推論演算部で、
時間入力部１及び時間以外の入力部２からの入力量から
目標値を決定するための推論演算を行う。４はファジィ
推論規則記憶部で、ファジィ推論に用いる推論規則を記
憶している。ここで用いられる推論規則は『IF〜（前件
部）THEN…（後件部）』の形式で表現され、前件部はフ
ァジィ変数を含む推論命題であり、後件部はファジィ数
ではなく通常の実数値で書き表してある。例えば次のよ
うである。
において、１は時間入力部で、タイマ等による時間計測
値を入力する。２は時間以外の入力部で、時間以外の入
力がある場合に使用する。３はファジィ推論演算部で、
時間入力部１及び時間以外の入力部２からの入力量から
目標値を決定するための推論演算を行う。４はファジィ
推論規則記憶部で、ファジィ推論に用いる推論規則を記
憶している。ここで用いられる推論規則は『IF〜（前件
部）THEN…（後件部）』の形式で表現され、前件部はフ
ァジィ変数を含む推論命題であり、後件部はファジィ数
ではなく通常の実数値で書き表してある。例えば次のよ
うである。
IF t is Zero and x is Positive Medium Then r is −
3 . ５はファジィ変数記憶部で、ファジィ推論演算の前件
部で用いる「ゼロ」「正で小さい」などのファジィ変数
を記憶している。６は推論規則管理部で、ファジィ変数
記憶５からファジィ変数を、またファジィ推論規則記憶
部４から推論規則を取り出す。７は目標値出力部で、推
論演算の結果を出力する。
3 . ５はファジィ変数記憶部で、ファジィ推論演算の前件
部で用いる「ゼロ」「正で小さい」などのファジィ変数
を記憶している。６は推論規則管理部で、ファジィ変数
記憶５からファジィ変数を、またファジィ推論規則記憶
部４から推論規則を取り出す。７は目標値出力部で、推
論演算の結果を出力する。
以下、動作説明を行う。時間と時間以外の入力値がフ
ァジィ推論演算部３に入力されると、ファジィ推論演算
部３はファジィ推論規則管理部６及びファジィ変数記憶
部５に対し、演算に用いる推論規則あるいはファジィ変
数を取り出すように指示する。ファジィ推論規則管理部
６は、ファジィ推論規則記憶部４及びファジィ変数記憶
部５から推論規則及びファジィ変数を取り出し、ファジ
ィ推論演算部３に出力する。ファジィ推論演算部３は、
以下に示すようなファジィ推論を行う。
ァジィ推論演算部３に入力されると、ファジィ推論演算
部３はファジィ推論規則管理部６及びファジィ変数記憶
部５に対し、演算に用いる推論規則あるいはファジィ変
数を取り出すように指示する。ファジィ推論規則管理部
６は、ファジィ推論規則記憶部４及びファジィ変数記憶
部５から推論規則及びファジィ変数を取り出し、ファジ
ィ推論演算部３に出力する。ファジィ推論演算部３は、
以下に示すようなファジィ推論を行う。
本発明では、前件部のファジィ変数は第２図のような
三角型の対称なメンバシップ関数として定義し、各ファ
ジィ変数は一定間隔の距離を持つように設定する。
三角型の対称なメンバシップ関数として定義し、各ファ
ジィ変数は一定間隔の距離を持つように設定する。
いま、時間入力値t0及び時間以外の入力値Xj 0j＝1,2
…,mが計測されたとき、ファジィ推論における各規則の
結論のファジィ数を次のように求める。ここで、μ
it（t0），μij（Xj 0）は前件命題のファジィ数に対す
る入力値t0,Xj 0のメンバシップ値を表し、fiは後件部の
実数値である。
…,mが計測されたとき、ファジィ推論における各規則の
結論のファジィ数を次のように求める。ここで、μ
it（t0），μij（Xj 0）は前件命題のファジィ数に対す
る入力値t0,Xj 0のメンバシップ値を表し、fiは後件部の
実数値である。
・ｕ＝fiのとき μｉ（ｕ） ＝μit（t0）Λμi1（X1 0）Λ…Λμim（Xm 0） ・その他のとき μｉ（ｕ）＝０ ただし、ｉ＝1,2…,n これは前件部の適合度合を表している。ここで、Λは
min演算を表す。
min演算を表す。
総合推論結果は重み付き重心を採用して次のように求
めることができる。
めることができる。
以下に、入力として時間ｔと時間以外の他の１変数が
ｘが存在する場合について具体的に説明する。ファジィ
変数は例えば第３図（ａ），（ｂ）に示すように、時間
ｔは［0,12］、変数ｘは［−6,6］の区間に規格化し、
それぞれ全体を均等に６等分して７個のファジィ変数を
設定する。ファジィ推論の規則表の一例を第４図に示
す。入力がt0＝0.5,X0＝３のとき、第４図の規則表の中
で次に示す４つの規則が適用される。
ｘが存在する場合について具体的に説明する。ファジィ
変数は例えば第３図（ａ），（ｂ）に示すように、時間
ｔは［0,12］、変数ｘは［−6,6］の区間に規格化し、
それぞれ全体を均等に６等分して７個のファジィ変数を
設定する。ファジィ推論の規則表の一例を第４図に示
す。入力がt0＝0.5,X0＝３のとき、第４図の規則表の中
で次に示す４つの規則が適用される。
規則１ lf t is ZO and x is PS Then r is −2. 規則２ lf t is S and x is PS Then r is −1. 規則３ lf t is ZO and x is PM Then r is −1. 規則４ lf t is S and x is PM Then r is −0. 第５図に推論過程を示す。第５図より規則１から規則
４の各規則の適合度合は、μ１（ｕ）＝0.5,μ２（ｕ）
＝0.25,μ３（ｕ）＝0.5,μ４（ｕ）＝0.25となる。
４の各規則の適合度合は、μ１（ｕ）＝0.5,μ２（ｕ）
＝0.25,μ３（ｕ）＝0.5,μ４（ｕ）＝0.25となる。
したがって目標値ｒ＊は、 このように第４図の規則表を用意することによって、変
数ｔとｘで張る全平面の目標値を生成することができ
る。
数ｔとｘで張る全平面の目標値を生成することができ
る。
本発明の、第２の実施例を説明する。第２の実施例
は、ファジィプログラム制御装置において希望の目標値
を得るためのファジィ推論規則の後件部実数値の調整機
能を有する装置に関するものである。第６図において、
第１図と同一のものについては同一番号を付し説明は省
略する。８は入力発生部で、入力の全変域をカバーする
入力を発生する。９は後件部実数値入力部で、変更すべ
き推論規則の後件部の実数値とその推論規則を入力す
る。10は後件部管理部であり、後件部実数値入力部９か
ら指定された変更すべき推論規則と後件部実数値より、
ファジィ推論規則記憶部４の内容を変更する。11は推論
結果記憶部で、入力発生部８で発生した全変域の入力値
に対してファジィ推論演算部３で推論した結果を記憶す
る。12は表示部で、推論結果記憶部11に記憶した入力変
域の全変域の推論結果を表示する。
は、ファジィプログラム制御装置において希望の目標値
を得るためのファジィ推論規則の後件部実数値の調整機
能を有する装置に関するものである。第６図において、
第１図と同一のものについては同一番号を付し説明は省
略する。８は入力発生部で、入力の全変域をカバーする
入力を発生する。９は後件部実数値入力部で、変更すべ
き推論規則の後件部の実数値とその推論規則を入力す
る。10は後件部管理部であり、後件部実数値入力部９か
ら指定された変更すべき推論規則と後件部実数値より、
ファジィ推論規則記憶部４の内容を変更する。11は推論
結果記憶部で、入力発生部８で発生した全変域の入力値
に対してファジィ推論演算部３で推論した結果を記憶す
る。12は表示部で、推論結果記憶部11に記憶した入力変
域の全変域の推論結果を表示する。
以下、入力変数として時間ｔと時間以外の他の１変数
ｘが存在する場合を例に動作説明を行う。入力発生部８
で、２変数t,xで張るｔ−ｘ平面のそれぞれの変域内全
体をカバーする入力を発生する。入力発生部８で発生し
た入力値をもとに、第１実施例で説明したように、ファ
ジィ推論演算部３、ファジィ推論規則記憶部４、ファジ
ィ変数記憶部５、推論規則管理部６によってファジィ推
論し、推論結果を得、それを推論結果記憶部11に記憶す
る。表示部12は推論結果記憶部11に記憶された入力変域
の全域に対する推論結果を表示する。表示の１例を第７
図に示す。この表示結果がファジィプログラム制御装置
が発生する目標値である。この表示された目標値が希望
する目標値と異なる場合、異なる部分の目標値の発生に
関与している規則の後件部実数値を調整する。調整に際
しては、後件部実数値入力部９に変更する規則の後件部
実数値を入力し、再度推論を実施し、変更結果を表示部
で確認する。実数値の入力と表示部での確認を繰り返す
ことによって、希望する目標値に近付けていく。
ｘが存在する場合を例に動作説明を行う。入力発生部８
で、２変数t,xで張るｔ−ｘ平面のそれぞれの変域内全
体をカバーする入力を発生する。入力発生部８で発生し
た入力値をもとに、第１実施例で説明したように、ファ
ジィ推論演算部３、ファジィ推論規則記憶部４、ファジ
ィ変数記憶部５、推論規則管理部６によってファジィ推
論し、推論結果を得、それを推論結果記憶部11に記憶す
る。表示部12は推論結果記憶部11に記憶された入力変域
の全域に対する推論結果を表示する。表示の１例を第７
図に示す。この表示結果がファジィプログラム制御装置
が発生する目標値である。この表示された目標値が希望
する目標値と異なる場合、異なる部分の目標値の発生に
関与している規則の後件部実数値を調整する。調整に際
しては、後件部実数値入力部９に変更する規則の後件部
実数値を入力し、再度推論を実施し、変更結果を表示部
で確認する。実数値の入力と表示部での確認を繰り返す
ことによって、希望する目標値に近付けていく。
発明の効果 以上説明したように、本発明はプログラム制御装置の
目標値発生に関し、ファジィ推論によって目標値を発生
するものである。これによって、少量のファジィ推論規
則を用意するだけで入力変域全体に対する目標値を設定
することができ、メモリ容量を節約することができる。
また、後件部実数値を決定する際、表示部で推論結果を
視覚的に確認しながら行うこともでき、調整が容易であ
る。
目標値発生に関し、ファジィ推論によって目標値を発生
するものである。これによって、少量のファジィ推論規
則を用意するだけで入力変域全体に対する目標値を設定
することができ、メモリ容量を節約することができる。
また、後件部実数値を決定する際、表示部で推論結果を
視覚的に確認しながら行うこともでき、調整が容易であ
る。
第１図は本発明の第１実施例のプログラム制御の目標値
生成装置のブロック図、第２図はファジィ変数を示す
図、第３図（ａ）（ｂ）は本発明の第１実施例のファジ
ィ変数を示す図、第４図は本発明の第１実施例のファジ
ィ推論規則表図、第５図は本発明の第１実施例のファジ
ィ推論過程の説明図、第６図は本発明の第２実施例のプ
ログラム制御の目標値生成装置のブロック図、第７図は
本発明の第２実施例の目標値表示例図、第８図はプログ
ラム制御装置のブロック図、第９図は従来例の目標値発
生方法を説明する図である。 １……時間入力部、２……入力部、３……ファジィ推論
演算部、４……ファジィ推論規則記憶部、５……ファジ
ィ変数記憶部、６……推論規則管理部、７……目標値出
力部、８……入力発生部、９……後件部実数値入力部、
10……後件部管理部、11……推論結果記憶部、12……表
示部。
生成装置のブロック図、第２図はファジィ変数を示す
図、第３図（ａ）（ｂ）は本発明の第１実施例のファジ
ィ変数を示す図、第４図は本発明の第１実施例のファジ
ィ推論規則表図、第５図は本発明の第１実施例のファジ
ィ推論過程の説明図、第６図は本発明の第２実施例のプ
ログラム制御の目標値生成装置のブロック図、第７図は
本発明の第２実施例の目標値表示例図、第８図はプログ
ラム制御装置のブロック図、第９図は従来例の目標値発
生方法を説明する図である。 １……時間入力部、２……入力部、３……ファジィ推論
演算部、４……ファジィ推論規則記憶部、５……ファジ
ィ変数記憶部、６……推論規則管理部、７……目標値出
力部、８……入力発生部、９……後件部実数値入力部、
10……後件部管理部、11……推論結果記憶部、12……表
示部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 前田・村上「自己調整ファジイコント ローラ」、計測自動制御学会論文集Ｖｏ ｌ．24，Ｎｏ．２（昭63．２）ＰＰ. 191−197
Claims (3)
- 【請求項１】時間に対して変動する目標値に追従させる
プログラム制御装置において、時間もしくは時間と時間
以外の入力量をファジィ推論規則の前件部入力変数と
し、前記目標値を後件部出力変数とし、前記ファジィ推
論規則の後件部をファジィ数でなく実数値としたファジ
ィ推論装置を用い、ファジィ推論によって前記目標値を
生成することを特徴としたプログラム制御の目標値生成
装置。 - 【請求項２】ファジィ数ではなく実数値としてファジィ
推論演算を行った結果を記憶する推論結果記憶部を備え
たことを特徴とした請求項１記載のプログラム制御の目
標値生成装置。 - 【請求項３】推論結果記憶部に記憶された推論結果を表
示する表示部を備えたことを特徴とした請求項２記載の
プログラム制御の目標値生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260091A JP2532610B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | プログラム制御の目標値生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260091A JP2532610B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | プログラム制御の目標値生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105902A JPH02105902A (ja) | 1990-04-18 |
| JP2532610B2 true JP2532610B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=17343172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63260091A Expired - Fee Related JP2532610B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | プログラム制御の目標値生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532610B2 (ja) |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP63260091A patent/JP2532610B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 前田・村上「自己調整ファジイコントローラ」、計測自動制御学会論文集Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．２（昭６３．２）ＰＰ．１９１−１９７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02105902A (ja) | 1990-04-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |