JP2541442B2 - 近似推論装置 - Google Patents
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- JP2541442B2 JP2541442B2 JP5071592A JP7159293A JP2541442B2 JP 2541442 B2 JP2541442 B2 JP 2541442B2 JP 5071592 A JP5071592 A JP 5071592A JP 7159293 A JP7159293 A JP 7159293A JP 2541442 B2 JP2541442 B2 JP 2541442B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセス、メカトロニ
クスなどの制御において、入力変数の値が与えられると
き、入出力関係を記述する複数の推論規則を用いて、最
適な出力変数を推論する近似推論に利用する。
クスなどの制御において、入力変数の値が与えられると
き、入出力関係を記述する複数の推論規則を用いて、最
適な出力変数を推論する近似推論に利用する。
【０００２】本発明は、入力変数から出力変数を近似的
に推定する近似推論を少ない工数で行うことができる近
似推論装置に関する。
に推定する近似推論を少ない工数で行うことができる近
似推論装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】近似推論は、入出力関係が数式のような
明確なモデルとして把握されていない場合、入力変数に
対応して出力変数を近似的に推定するのを目的とする。
明確なモデルとして把握されていない場合、入力変数に
対応して出力変数を近似的に推定するのを目的とする。
【０００４】従来の近似推論の方法は、図６に示すよう
に、ファジィ集合論を適用したファジィ推論（菅野道夫
「ファジィ制御」１９８８年 日刊工業新聞社）による
もので次のように行われている。
に、ファジィ集合論を適用したファジィ推論（菅野道夫
「ファジィ制御」１９８８年 日刊工業新聞社）による
もので次のように行われている。
【０００５】入出力関係における入力変数と出力変数と
を定性的に表現し、入出力関係を入力変数と出力変数と
の関係の定性的表現とし複数の規則として記述する。例
えば、入力変数を２個、出力変数を１個とし、各々
ｘ1 、ｘ2 ：ｙと記し、各々の量をファジィ表現Ａ1i、
Ａ2i、Ｂi 、（ｉは規則の番号）で示すものとし、規則
はｎ個とした場合次のようにする。
を定性的に表現し、入出力関係を入力変数と出力変数と
の関係の定性的表現とし複数の規則として記述する。例
えば、入力変数を２個、出力変数を１個とし、各々
ｘ1 、ｘ2 ：ｙと記し、各々の量をファジィ表現Ａ1i、
Ａ2i、Ｂi 、（ｉは規則の番号）で示すものとし、規則
はｎ個とした場合次のようにする。
【０００６】
【数１】 これらの各規則に対応して、図６に示すように規則演算
部１０１１、１０１２、…、１０１９を設ける。
部１０１１、１０１２、…、１０１９を設ける。
【０００７】定性表現のファジィ表現は任意でよいが通
常は次のように行われる。変数領域を正と負に分け、更
に各々の絶対値を小さい、中くらい、大きいなどにクラ
ス分けする。例えば、各クラスの略記号をＰＢ（正で大
きい）、ＰＭ（正で中くらい）、ＰＳ（正で小さい）、
Ｚ（零付近）、ＮＳ（負で小さい）、ＮＭ（負で中くら
い）、ＮＢ（負で大きい）とする。
常は次のように行われる。変数領域を正と負に分け、更
に各々の絶対値を小さい、中くらい、大きいなどにクラ
ス分けする。例えば、各クラスの略記号をＰＢ（正で大
きい）、ＰＭ（正で中くらい）、ＰＳ（正で小さい）、
Ｚ（零付近）、ＮＳ（負で小さい）、ＮＭ（負で中くら
い）、ＮＢ（負で大きい）とする。
【０００８】以上のようにファジィ表現をクラス毎のメ
ンバシップ関数により示すことができる。各クラスのメ
ンバシップ関数は変数のファジィ表現を各クラスのファ
ジィ集合に対応させるとき、変数のファジィ集合への帰
属度である。これを図で示すと、例えば図７のようにな
る。ここで、入力変数を〔外１〕、〔外２〕とし図６に
示すようにファジィ推論演算部１０１１、１０１２、
…、１０１９に対して入力Ａ1i、Ａ2iをメンバシップ関
数で表現するための入力変数メンバシップ関数部１１２
０、１１２５があり、入力〔外１〕、〔外２〕に対応し
て、メンバシップ関数から帰属度〔外３〕、〔外４〕を
ファジィロジック演算部１１４０へ送出する。このファ
ジィロジック演算部１１４０では、ｉ番目の規則が複数
の変数〔外１〕、〔外２〕に対し、どの程度有効かを定
める規則部適合値ｗi を次式により算出する。
ンバシップ関数により示すことができる。各クラスのメ
ンバシップ関数は変数のファジィ表現を各クラスのファ
ジィ集合に対応させるとき、変数のファジィ集合への帰
属度である。これを図で示すと、例えば図７のようにな
る。ここで、入力変数を〔外１〕、〔外２〕とし図６に
示すようにファジィ推論演算部１０１１、１０１２、
…、１０１９に対して入力Ａ1i、Ａ2iをメンバシップ関
数で表現するための入力変数メンバシップ関数部１１２
０、１１２５があり、入力〔外１〕、〔外２〕に対応し
て、メンバシップ関数から帰属度〔外３〕、〔外４〕を
ファジィロジック演算部１１４０へ送出する。このファ
ジィロジック演算部１１４０では、ｉ番目の規則が複数
の変数〔外１〕、〔外２〕に対し、どの程度有効かを定
める規則部適合値ｗi を次式により算出する。
【０００９】
【数２】 ここで∧は最小を選択することを示す。
【００１０】
【外１】
【００１１】
【外２】
【００１２】
【外３】
【００１３】
【外４】 ファジィ理論により、各規則における出力値はｗi を用
いて次により定める。
いて次により定める。
【００１４】
【数３】 これは、図８に示すように斜線部ａのファジィ表現で示
すことができる。図６に示すように、システムとして
は、各規則演算部１０１１、１０１２、１０１９におい
て規則の出力変数の真理値をメンバシップ関数として記
憶する。出力メンバシップ関数部１１６０からメンバシ
ップ関数がまた、ファジィロジック演算部１１４０から
規則部適合値が各々出力推定部１１７０へ送られ式
（３）による演算を行う。複数の推論規則による出力推
定値を統合するため、ファジィ理論による次式を計算す
る
すことができる。図６に示すように、システムとして
は、各規則演算部１０１１、１０１２、１０１９におい
て規則の出力変数の真理値をメンバシップ関数として記
憶する。出力メンバシップ関数部１１６０からメンバシ
ップ関数がまた、ファジィロジック演算部１１４０から
規則部適合値が各々出力推定部１１７０へ送られ式
（３）による演算を行う。複数の推論規則による出力推
定値を統合するため、ファジィ理論による次式を計算す
る
【００１５】
【数４】 ここで∨は最大を選択することを示す。ｎ＝２の場合の
システムの動作を図８に示す。
システムの動作を図８に示す。
【００１６】ファジィ推論システムにおいては、図６に
示すように演算部１１８０を設け、各推論演算部１０１
１、１０１２、…１０１９から出力推定値をファジィ和
演算部１１８０へ送り式（３′）の演算を行わせる。
示すように演算部１１８０を設け、各推論演算部１０１
１、１０１２、…１０１９から出力推定値をファジィ和
演算部１１８０へ送り式（３′）の演算を行わせる。
【００１７】式（３′）の結果であるＢ0 （ｙ）はファ
ジィ集合としてメンバシップ関数で表現されている。出
力値を１点ｙ0 として推定する必要がある場合、一般に
次式を用いる重心法がよく知られている。
ジィ集合としてメンバシップ関数で表現されている。出
力値を１点ｙ0 として推定する必要がある場合、一般に
次式を用いる重心法がよく知られている。
【００１８】
【数５】 この演算は非ファジィ化と呼ばれる。ｙ0 は図８に示す
Ｂ0 のｙに関する重心の座標を与える。
Ｂ0 のｙに関する重心の座標を与える。
【００１９】ファジィ推論システムでは、図６に示すよ
うに重心演算部１１９０にファジィ和演算部１１８０の
結果を与え、式（４）による演算を行わせｙ0 を出力さ
せる。
うに重心演算部１１９０にファジィ和演算部１１８０の
結果を与え、式（４）による演算を行わせｙ0 を出力さ
せる。
【００２０】プロセス、メカトロニクスなどの制御に近
似推論を用いる場合、一般に次のように実施される。制
御を行うには、被制御のシステムの状態を示す状態量に
対応して、最適の操作量を定めて時々刻々操作する。上
記の近似推論において、入力変数を状態量に、また出力
変数を操作量に対応することにより、入力変数と出力変
数との数学的関係が判明していない場合でも制御を行う
ことができる。
似推論を用いる場合、一般に次のように実施される。制
御を行うには、被制御のシステムの状態を示す状態量に
対応して、最適の操作量を定めて時々刻々操作する。上
記の近似推論において、入力変数を状態量に、また出力
変数を操作量に対応することにより、入力変数と出力変
数との数学的関係が判明していない場合でも制御を行う
ことができる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
によれば、入力変数と出力変数との関係を用いて最適な
出力変数を同定する場合、満足な同定結果が得られない
とメンバシップ関数の設定し直しが必要になる。例えば
式（２）で示すようにｗi が出力Ｂを規制するのでｗi
を調整することが必要である。ｗi は式（３）で示すよ
うに、入力値〔外１〕、〔外２〕における規則の対応す
る入力変数のメンバシップ関数の最小値を求めるので規
則の入力変数と入力値の合致の度合を示す。
によれば、入力変数と出力変数との関係を用いて最適な
出力変数を同定する場合、満足な同定結果が得られない
とメンバシップ関数の設定し直しが必要になる。例えば
式（２）で示すようにｗi が出力Ｂを規制するのでｗi
を調整することが必要である。ｗi は式（３）で示すよ
うに、入力値〔外１〕、〔外２〕における規則の対応す
る入力変数のメンバシップ関数の最小値を求めるので規
則の入力変数と入力値の合致の度合を示す。
【００２２】ｗi の調整には〔外３〕、〔外４〕のいず
れかまたは両方を変更することが必要となる。このメン
バシップ関数の変更は、変更を必要としない規則に対応
する出力Ｂをも変更することになり、目的とする調整が
困難である。
れかまたは両方を変更することが必要となる。このメン
バシップ関数の変更は、変更を必要としない規則に対応
する出力Ｂをも変更することになり、目的とする調整が
困難である。
【００２３】例えば図９に示す規則Ｒ1 の効果を大きく
するため、〔外５〕を大きくしようとして、Ａ21のメン
バシップ関数ｂがＰＭであるのを破線で示すように変更
すると、〔外６〕もｃのように同時に大きくなってしま
い、規則Ｒn の効果も大きくなってしまう。
するため、〔外５〕を大きくしようとして、Ａ21のメン
バシップ関数ｂがＰＭであるのを破線で示すように変更
すると、〔外６〕もｃのように同時に大きくなってしま
い、規則Ｒn の効果も大きくなってしまう。
【００２４】
【外５】
【００２５】
【外６】 このように、従来の方法によれば、出力の１点推定には
式（４）のようにメンバシップ関数の重心を求めるた
め、はん雑な計算を必要とするので複雑な計算装置を用
いるか、あるいは常用の計算装置により長時間かけて計
算しなければならない問題がある。
式（４）のようにメンバシップ関数の重心を求めるた
め、はん雑な計算を必要とするので複雑な計算装置を用
いるか、あるいは常用の計算装置により長時間かけて計
算しなければならない問題がある。
【００２６】本発明はこのような問題を解決するもの
で、はん雑な計算をなくし、常用の計算装置を用いても
短時間で演算を行うことができるシステムを提供するこ
とを目的とする。
で、はん雑な計算をなくし、常用の計算装置を用いても
短時間で演算を行うことができるシステムを提供するこ
とを目的とする。
【００２７】本発明の第一は、複数推論規則にしたがっ
て出力変数推定値を出力する複数の推論演算部を備え、
この推論演算部でそれぞれ得られる出力変数推定値から
近似推論値を得る演算手段を備え、前記推論演算部に、
複数推論規則の真理値を別々に蓄積する規則真理値記憶
部と、各規則における入力変数の定性表現に関して信ぴ
ょう性の度合を示す真理値がどの程度の値となるかを入
力変数ごとに出力する複数の入力変数真理値関数演算部
と、前記規則真理値記憶部からの規則真理値により出力
変数の代表値を得る出力変数真理値逆関数演算部と、前
記入力変数真理値関数演算部からの出力を受け入力変数
真理値の代表値の補数を求める入力変数演算部と、前記
規則真理値記憶部の出力と前記入力変数演算部の出力と
の限界差を演算するフィデリティ演算部と、前記出力変
数真理値逆関数演算部からの出力変数代表値に前記フィ
デリティ演算部の出力を乗じて出力変数推定値を出力す
る乗算部とを備え、前記演算手段に、前記乗算部のそれ
ぞれが出力する出力変数推定値を加算する出力変数推定
値加算部と、前記フィデリティ演算部それぞれが演算し
た限界差を加算するフィデリティ加算部と、前記出力変
数推定値加算部の出力を前記フィデリティ加算部の出力
で除算する除算部とを備えたことを特徴とする。
て出力変数推定値を出力する複数の推論演算部を備え、
この推論演算部でそれぞれ得られる出力変数推定値から
近似推論値を得る演算手段を備え、前記推論演算部に、
複数推論規則の真理値を別々に蓄積する規則真理値記憶
部と、各規則における入力変数の定性表現に関して信ぴ
ょう性の度合を示す真理値がどの程度の値となるかを入
力変数ごとに出力する複数の入力変数真理値関数演算部
と、前記規則真理値記憶部からの規則真理値により出力
変数の代表値を得る出力変数真理値逆関数演算部と、前
記入力変数真理値関数演算部からの出力を受け入力変数
真理値の代表値の補数を求める入力変数演算部と、前記
規則真理値記憶部の出力と前記入力変数演算部の出力と
の限界差を演算するフィデリティ演算部と、前記出力変
数真理値逆関数演算部からの出力変数代表値に前記フィ
デリティ演算部の出力を乗じて出力変数推定値を出力す
る乗算部とを備え、前記演算手段に、前記乗算部のそれ
ぞれが出力する出力変数推定値を加算する出力変数推定
値加算部と、前記フィデリティ演算部それぞれが演算し
た限界差を加算するフィデリティ加算部と、前記出力変
数推定値加算部の出力を前記フィデリティ加算部の出力
で除算する除算部とを備えたことを特徴とする。
【００２８】前記入力変数真理値関数演算部は、入力変
数とその真理値との関係について所定の関数関係とする
原関数演算部と、規則の入力変数の記述において「非常
に」とあるときにはその入力変数を入力し所定の関数の
２乗とする２乗関数演算部と、規則の入力変数の記述に
おいて「どちらかといえば」とあるときにはその入力変
数を入力し所定の関数の１／２乗とする１／２乗関数演
算部と、規則の入力変数の記述において「…でない」と
あるときにはその入力変数を入力し所定の関数の補数と
する補数関数演算部とにより構成され、前記出力変数真
理値逆関数演算部は、出力変数とその真理値との関係に
ついて所定の関数関係とする原逆関数演算部と、規則の
出力変数の記述において「非常に」とあるときにはその
出力変数を所定の関数の２乗とする２乗逆関数演算部
と、規則の出力変数の記述において「どちらかといえ
ば」とあるときにはその出力変数を所定の関数の１／２
乗とする１／２乗逆関数演算部と、規則の出力変数の記
述において「…でない」とあるときにはその出力変数を
所定の関数の補数とする補数逆関数演算部とにより構成
することができる。
数とその真理値との関係について所定の関数関係とする
原関数演算部と、規則の入力変数の記述において「非常
に」とあるときにはその入力変数を入力し所定の関数の
２乗とする２乗関数演算部と、規則の入力変数の記述に
おいて「どちらかといえば」とあるときにはその入力変
数を入力し所定の関数の１／２乗とする１／２乗関数演
算部と、規則の入力変数の記述において「…でない」と
あるときにはその入力変数を入力し所定の関数の補数と
する補数関数演算部とにより構成され、前記出力変数真
理値逆関数演算部は、出力変数とその真理値との関係に
ついて所定の関数関係とする原逆関数演算部と、規則の
出力変数の記述において「非常に」とあるときにはその
出力変数を所定の関数の２乗とする２乗逆関数演算部
と、規則の出力変数の記述において「どちらかといえ
ば」とあるときにはその出力変数を所定の関数の１／２
乗とする１／２乗逆関数演算部と、規則の出力変数の記
述において「…でない」とあるときにはその出力変数を
所定の関数の補数とする補数逆関数演算部とにより構成
することができる。
【００２９】本発明の第二は、複数推論規則にしたがっ
て出力変数推定値を出力する複数の推論演算部を備え、
この推論演算部でそれぞれ得られる出力変数推定値から
近似推論値を得る演算手段を備え、前記推論演算部は、
複数推論規則の真理値を別々に蓄積する規則真理値記憶
部と、各規則における入力変数の定性表現に関して信ぴ
ょう性の度合を示す真理値がどの程度の値となるかを入
力変数ごとに出力する複数の入力変数真理値関数部と、
前記規則真理値記憶部からの規則真理値により出力変数
の代表値を得る出力変数真理値逆関数部と、前記入力変
数真理値関数部からの出力を受け入力変数真理値の代表
値の補数を求める入力変数演算部と、前記規則真理値記
憶部に蓄積された規則に規則真理値を設定し、その規則
真理値と入力変数真理値の補数との限界差を出力変数の
代表値のフィデリディとする手段と、フィデリティが正
のときに規則真理値を出力変数の真理値であると推論
し、その出力変数の真理値を前記出力変数真理値逆関数
部に入力して出力変数の代表値を送出する手段と、出力
変数の代表値にフィデリティを乗じて出力変数推定値を
出力する手段とを備え、前記演算手段に、この出力変数
推定値を複数規則すべてに関し相加平均することにより
複数の推論規則による出力変数推定値を求める手段とを
備えたことを特徴とする。
て出力変数推定値を出力する複数の推論演算部を備え、
この推論演算部でそれぞれ得られる出力変数推定値から
近似推論値を得る演算手段を備え、前記推論演算部は、
複数推論規則の真理値を別々に蓄積する規則真理値記憶
部と、各規則における入力変数の定性表現に関して信ぴ
ょう性の度合を示す真理値がどの程度の値となるかを入
力変数ごとに出力する複数の入力変数真理値関数部と、
前記規則真理値記憶部からの規則真理値により出力変数
の代表値を得る出力変数真理値逆関数部と、前記入力変
数真理値関数部からの出力を受け入力変数真理値の代表
値の補数を求める入力変数演算部と、前記規則真理値記
憶部に蓄積された規則に規則真理値を設定し、その規則
真理値と入力変数真理値の補数との限界差を出力変数の
代表値のフィデリディとする手段と、フィデリティが正
のときに規則真理値を出力変数の真理値であると推論
し、その出力変数の真理値を前記出力変数真理値逆関数
部に入力して出力変数の代表値を送出する手段と、出力
変数の代表値にフィデリティを乗じて出力変数推定値を
出力する手段とを備え、前記演算手段に、この出力変数
推定値を複数規則すべてに関し相加平均することにより
複数の推論規則による出力変数推定値を求める手段とを
備えたことを特徴とする。
【００３０】前記出力変数真理値逆関数部により、規則
真理値を出力変数の真理値と推論してそれに対応する出
力変数の代表値を規則真理値よりも出力変数真理値が大
きくなる出力変数の区間の中央値とする手段を含み、複
数の規則真理値を所要の出力値と出力推定値との差を拡
大する方向とは逆の方向に増減することにより、入力変
数の真理値および出力変数の真理値を固定したままで所
要の出力値と出力推定値との差を縮小する手段を含み、
入力変数の真理値の補数と出力変数の真理値との大きい
方の値を推論規則の真理値に合わせる手段を含むことが
望ましい。
真理値を出力変数の真理値と推論してそれに対応する出
力変数の代表値を規則真理値よりも出力変数真理値が大
きくなる出力変数の区間の中央値とする手段を含み、複
数の規則真理値を所要の出力値と出力推定値との差を拡
大する方向とは逆の方向に増減することにより、入力変
数の真理値および出力変数の真理値を固定したままで所
要の出力値と出力推定値との差を縮小する手段を含み、
入力変数の真理値の補数と出力変数の真理値との大きい
方の値を推論規則の真理値に合わせる手段を含むことが
望ましい。
【００３１】
【作用】従来のファジィ理論に対し、最近、古典論理が
０または１だけを取り扱っているのを新規に拡張し、論
理式において区間〔０、１〕の値を取り扱うことのでき
る新規の多値論理がＫ．Ｋ．ソンバーにより発表されて
いる（ＩＥＥＥ主催、ＦＵＺＺ−１９９２前刷 ２７１
〜８頁 １９９２年３月）。これをファジィ推論に対応
する形式で表現するとその規則の表現は式（１）に示す
ようになる。
０または１だけを取り扱っているのを新規に拡張し、論
理式において区間〔０、１〕の値を取り扱うことのでき
る新規の多値論理がＫ．Ｋ．ソンバーにより発表されて
いる（ＩＥＥＥ主催、ＦＵＺＺ−１９９２前刷 ２７１
〜８頁 １９９２年３月）。これをファジィ推論に対応
する形式で表現するとその規則の表現は式（１）に示す
ようになる。
【００３２】各規則にその信ぴょう性のグレードとして
真理値（ｔRi）を仮定することにし、ファジィ推論にお
けるＡ1 ．Ａ2 ．、Ｂ．のメンバシップ関数を入力変数
ｘ1、ｘ2 、出力変数ｙの真理値と一致すると考え、記
号をそのまま用いて、入力変数を〔外１〕、〔外７〕と
すると、ｉ番目の規則では、Ｋ．Ｋソンバーの多値論理
により、
真理値（ｔRi）を仮定することにし、ファジィ推論にお
けるＡ1 ．Ａ2 ．、Ｂ．のメンバシップ関数を入力変数
ｘ1、ｘ2 、出力変数ｙの真理値と一致すると考え、記
号をそのまま用いて、入力変数を〔外１〕、〔外７〕と
すると、ｉ番目の規則では、Ｋ．Ｋソンバーの多値論理
により、
【００３３】
【外７】
【００３４】
【数６】 Ｒi ：if x1 is A1i and x2 is A2i,then y is Bi ;tRI （６） を用いると、
【００３５】
【数７】 が成立する。
【００３６】ここで（８）式は（７）式の成立する（モ
ーダスポーネンスという）ための必要条件である。Ｂi
の逆関数〔外８〕を図６に示すように定めて、規則Ｒi
から
ーダスポーネンスという）ための必要条件である。Ｂi
の逆関数〔外８〕を図６に示すように定めて、規則Ｒi
から
【００３７】
【外８】
【００３８】
【数８】 この（９）式により出力〔外７〕を推論する。規則Ｒi
による推論の成立の度合（フィデリティと称しｆpiと記
す）は、式（８）の成立の度合であると考えられるの
で、次のように定める。
による推論の成立の度合（フィデリティと称しｆpiと記
す）は、式（８）の成立の度合であると考えられるの
で、次のように定める。
【００３９】
【数９】 このようにして、各規則から出力推論値〔外９〕とフィ
デリティｆp . が得られる。
デリティｆp . が得られる。
【００４０】
【外９】 これらを統合して代表値を求めるとき、総合的な出力変
数の理論値は期待値の算出と同様にして
数の理論値は期待値の算出と同様にして
【００４１】
【数１０】 により計算される。
【００４２】規則の真理値ｔR ．は事前に入出力変数の
実績値があればＡ 1 、Ａ 2 の実績値をａ 1 、ａ 2 、Ｂの
実績値をｂ．とすると、 ｔR ．＝（１−ａ 1 ．∧ａ 2 ．）∨ｂ． （１２） で定めることができる。事前に理論的に定めることがで
きればその値を用いる。事前の情報または知識がなけれ
ば、 ｔR ．＝１ を用いる。
実績値があればＡ 1 、Ａ 2 の実績値をａ 1 、ａ 2 、Ｂの
実績値をｂ．とすると、 ｔR ．＝（１−ａ 1 ．∧ａ 2 ．）∨ｂ． （１２） で定めることができる。事前に理論的に定めることがで
きればその値を用いる。事前の情報または知識がなけれ
ば、 ｔR ．＝１ を用いる。
【００４３】これにより、入力変数のファジィ集合のメ
ンバシップ関数の調整および出力変数のファジィ集合の
重心演算に要する労力および時間を大幅に削減すること
ができる。
ンバシップ関数の調整および出力変数のファジィ集合の
重心演算に要する労力および時間を大幅に削減すること
ができる。
【００４４】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【００４５】（第一実施例）図１は本発明第一実施例の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【００４６】本発明第一実施例は、複数推論規則にした
がって出力変数推定値を出力する複数の推論演算部１１
１、１１２、…、１１９を備え、この推論演算部１１
１、１１２、…、１１９でそれぞれ得られる出力変数推
定値から近似推論値を得る演算手段を備え、推論演算部
１１１、１１２、…、１１９は、複数推論規則の真理値
を別々に蓄積する規則真理値記憶部１３０と、各規則に
おける入力変数の定性表現に関して信ぴょう性の度合を
示す真理値がどの程度の値となるかを入力変数ごとに出
力する二つの入力変数真理値関数部１２０、１２５と、
規則真理値記憶部１３０からの規則真理値により出力変
数の代表値を得る出力変数真理値逆関数部１６０と、入
力変数真理値関数部１２０、１２５からの出力を受け入
力変数真理値の代表値の補数を求める入力変数演算部１
４０と、規則真理値記憶部１３０の出力と入力変数演算
部１４０の出力との限界差を演算するフィデリティ演算
部１５０と、出力変数真理値逆関数部１６０からの出力
変数代表値にフィデリティ演算部１５０の出力を乗じて
出力変数推定値を出力する乗算部１７０とを備え、前記
演算手段に、乗算部１７０のそれぞれが出力する出力変
数推定値を加算する出力変数推定値加算部１８０と、フ
ィデリティ演算部１５０それぞれが演算した限界差を加
算するフィデリティ加算部１８５と、出力変数推定値加
算部１８０の出力をフィデリティ加算部１８５の出力で
除算する除算部１９０とを備える。
がって出力変数推定値を出力する複数の推論演算部１１
１、１１２、…、１１９を備え、この推論演算部１１
１、１１２、…、１１９でそれぞれ得られる出力変数推
定値から近似推論値を得る演算手段を備え、推論演算部
１１１、１１２、…、１１９は、複数推論規則の真理値
を別々に蓄積する規則真理値記憶部１３０と、各規則に
おける入力変数の定性表現に関して信ぴょう性の度合を
示す真理値がどの程度の値となるかを入力変数ごとに出
力する二つの入力変数真理値関数部１２０、１２５と、
規則真理値記憶部１３０からの規則真理値により出力変
数の代表値を得る出力変数真理値逆関数部１６０と、入
力変数真理値関数部１２０、１２５からの出力を受け入
力変数真理値の代表値の補数を求める入力変数演算部１
４０と、規則真理値記憶部１３０の出力と入力変数演算
部１４０の出力との限界差を演算するフィデリティ演算
部１５０と、出力変数真理値逆関数部１６０からの出力
変数代表値にフィデリティ演算部１５０の出力を乗じて
出力変数推定値を出力する乗算部１７０とを備え、前記
演算手段に、乗算部１７０のそれぞれが出力する出力変
数推定値を加算する出力変数推定値加算部１８０と、フ
ィデリティ演算部１５０それぞれが演算した限界差を加
算するフィデリティ加算部１８５と、出力変数推定値加
算部１８０の出力をフィデリティ加算部１８５の出力で
除算する除算部１９０とを備える。
【００４７】次に、このように構成された本発明第一実
施例の動作について図面を参照して説明する。
施例の動作について図面を参照して説明する。
【００４８】ここでは、図１に示すように推論のための
複数の規則に対応して、推論演算部１１１、１１２、
…、１１９が設けられたとし、説明を簡単にするため入
力変数は、〔外１〕、〔外２〕の２個であるとして説明
する。
複数の規則に対応して、推論演算部１１１、１１２、
…、１１９が設けられたとし、説明を簡単にするため入
力変数は、〔外１〕、〔外２〕の２個であるとして説明
する。
【００４９】入力変数真理値関数部１２０、１２５は、
入力〔外１〕、〔外２〕が与えられたとき、各規則にお
ける入力変数が入力変数の定性表現に関して、信ぴょう
性の度合を示す真理値がどの程度の値となるかを出力す
る。その出力を〔外１０〕、〔外１１〕とする。
入力〔外１〕、〔外２〕が与えられたとき、各規則にお
ける入力変数が入力変数の定性表現に関して、信ぴょう
性の度合を示す真理値がどの程度の値となるかを出力す
る。その出力を〔外１０〕、〔外１１〕とする。
【００５０】
【外１０】
【００５１】
【外１１】 入力変数演算部１４０は、上述のＫ．Ｋ．ソンバーの多
値論理におけるモーダスポーネンスの必要条件を示す式
（８）の右辺である〔外１２〕、すなわち入力変数論理
値〔外１０〕、〔外１１〕の代表値、〔外１３〕の補数
を求める。また、規則真理値記憶部１３０は、各規則の
規則真理値ｔR ．を記憶する。
値論理におけるモーダスポーネンスの必要条件を示す式
（８）の右辺である〔外１２〕、すなわち入力変数論理
値〔外１０〕、〔外１１〕の代表値、〔外１３〕の補数
を求める。また、規則真理値記憶部１３０は、各規則の
規則真理値ｔR ．を記憶する。
【００５２】
【外１２】
【００５３】
【外１３】 フィデリティ演算部１５０は、規則真理値記憶部１３０
から規則真理値ｔR ．を受けるとともに、入力変数演算
部１４０から〔外１２〕を受けて、Ｋ．Ｋ．ソンバーの
多値論理におけるモーダスポーネンスの必要条件を示す
式（８）の成立する度合であるフィデリティｆp ．を求
めるため、上述の式（１０）の演算を行う。すなわち、
規則真理値ｔR ．と入力変数真理値の代表値〔外１３〕
の限界差演算を行う。上述のモーダスポーネンスの必要
条件を示す式（８）が満足されるとき、すなわちフィデ
リティｆp ．が正であるときに限り、推論演算部１１
１、１１２、…、１１９の外部に設けられたフィデリテ
ィ加算部１８５へフィデリティｆp ．を送出する。出力
変数真理値逆関数部１６０は、出力変数の真理値が与え
られたときに出力変数を出力する逆関数の機能を有す
る。図３はその規則真理値ｔR ．と出力変数〔外９〕と
の関係を示す図である。
から規則真理値ｔR ．を受けるとともに、入力変数演算
部１４０から〔外１２〕を受けて、Ｋ．Ｋ．ソンバーの
多値論理におけるモーダスポーネンスの必要条件を示す
式（８）の成立する度合であるフィデリティｆp ．を求
めるため、上述の式（１０）の演算を行う。すなわち、
規則真理値ｔR ．と入力変数真理値の代表値〔外１３〕
の限界差演算を行う。上述のモーダスポーネンスの必要
条件を示す式（８）が満足されるとき、すなわちフィデ
リティｆp ．が正であるときに限り、推論演算部１１
１、１１２、…、１１９の外部に設けられたフィデリテ
ィ加算部１８５へフィデリティｆp ．を送出する。出力
変数真理値逆関数部１６０は、出力変数の真理値が与え
られたときに出力変数を出力する逆関数の機能を有す
る。図３はその規則真理値ｔR ．と出力変数〔外９〕と
の関係を示す図である。
【００５４】Ｋ．Ｋ．ソンバーの多値論理におけるモー
ダスポーネンスの必要条件が満足されれば、モーダスポ
ーネンスの結論である式（７）を用いることができるの
で、規則真理値ｔR ．を規則真理値記憶部１３０から出
力変数真理値逆関数部１６０に送り出力変数の代表値
〔外９〕を得る。上述の式（９）によりこの〔外９〕は
出力変数の推定結果である。〔外９〕は乗算部１７０に
よりフィデリティｆp ．が乗じられ、フィデリティ
ｆp ．の重みがついて、各推論演算部１１１、１１２、
…、１１９から外部に設けされている出力変数推定値加
算部１８０へ送られる。各規則による推定結果を総合し
て推論するために、上述の式（１１）を算出するべく、
フィデリティ加算部１８５、出力変数推定値加算部１８
０の出力が除算部１９０によって除算され、出力変数推
論値ｙ0 が得られる。
ダスポーネンスの必要条件が満足されれば、モーダスポ
ーネンスの結論である式（７）を用いることができるの
で、規則真理値ｔR ．を規則真理値記憶部１３０から出
力変数真理値逆関数部１６０に送り出力変数の代表値
〔外９〕を得る。上述の式（９）によりこの〔外９〕は
出力変数の推定結果である。〔外９〕は乗算部１７０に
よりフィデリティｆp ．が乗じられ、フィデリティ
ｆp ．の重みがついて、各推論演算部１１１、１１２、
…、１１９から外部に設けされている出力変数推定値加
算部１８０へ送られる。各規則による推定結果を総合し
て推論するために、上述の式（１１）を算出するべく、
フィデリティ加算部１８５、出力変数推定値加算部１８
０の出力が除算部１９０によって除算され、出力変数推
論値ｙ0 が得られる。
【００５５】本第一実施例では、複数の規則に各々１個
ずつ推論演算部１１１、１１２、…、１１９を対応させ
て設けたが、システムの構成上の都合によっては、１個
の推論演算部を時分割して利用することも可能である。
このような新規の近似推論のシステムにより、従来技術
によるファジィ推論を用いてのプロセスやメカトロニク
スなどの制御を同様に行うことができる。すなわち、被
制御システムの状態量を出力変数に、操作量を入力変数
に各々対応させることにより、状態量と操作量との数学
的関係が判明していなくても、時々刻々の状態量に対す
る操作量を決定できる。
ずつ推論演算部１１１、１１２、…、１１９を対応させ
て設けたが、システムの構成上の都合によっては、１個
の推論演算部を時分割して利用することも可能である。
このような新規の近似推論のシステムにより、従来技術
によるファジィ推論を用いてのプロセスやメカトロニク
スなどの制御を同様に行うことができる。すなわち、被
制御システムの状態量を出力変数に、操作量を入力変数
に各々対応させることにより、状態量と操作量との数学
的関係が判明していなくても、時々刻々の状態量に対す
る操作量を決定できる。
【００５６】以下、具体的に従来方法と比較して説明す
る。
る。
【００５７】図４に示す入出力関数を近似推論により推
論する場合、従来の方法では、図１０に示す手順で推論
し、図４に示す点（黒）のように推定される。
論する場合、従来の方法では、図１０に示す手順で推論
し、図４に示す点（黒）のように推定される。
【００５８】一方、本発明によると図１０に示す手順で
推論でき図４における点（白）で示すように推定され従
来方法と一致する。
推論でき図４における点（白）で示すように推定され従
来方法と一致する。
【００５９】しかし、図４に示すようにｘ＝３におい
て、推論誤差は Δｙ＝１５−１２＝３ と無視するには大きすぎる。
て、推論誤差は Δｙ＝１５−１２＝３ と無視するには大きすぎる。
【００６０】この誤差を小さくするためには、従来方法
によると図４に示すｘが正で小さい領域ＰＳのメンバシ
ップ関数を破線で示すように変更して、ｘ＝３における
規則Ｒ1 の効果を強めることが一つの方策となる。しか
し、図１０に示すように推論値はｙ＝１４となり、誤差
は小さくならない。しかもＰＳを用いる規則が他にある
場合その規則の効果にも影響が及ぶ。
によると図４に示すｘが正で小さい領域ＰＳのメンバシ
ップ関数を破線で示すように変更して、ｘ＝３における
規則Ｒ1 の効果を強めることが一つの方策となる。しか
し、図１０に示すように推論値はｙ＝１４となり、誤差
は小さくならない。しかもＰＳを用いる規則が他にある
場合その規則の効果にも影響が及ぶ。
【００６１】一方、本発明によれば、図１０に示す手順
のように、規則Ｒ1 の重みを増すため規則Ｒ2 の信ぴょ
う性の度合を１から０．６に変更することにより、ｘ＝
３のとき、ｙ＝１１．６となり、誤差は僅かに小さく
（０．４）となる。
のように、規則Ｒ1 の重みを増すため規則Ｒ2 の信ぴょ
う性の度合を１から０．６に変更することにより、ｘ＝
３のとき、ｙ＝１１．６となり、誤差は僅かに小さく
（０．４）となる。
【００６２】このように規則の信ぴょう性のグレードを
調整することにより、容易に推論の程度を改善できる。
また、従来の方法では出力量は、１点で出力するために
は、ファジィ集合のメンバシップ関数の重心を計算する
必要がある。その計算に要する時間（Ｔ）はマイクロプ
ロセッサを例にとると、サイクルタイム（Ｃ）、メンバ
シップ関数を表現するデータ濃度（Ｎ）、ルールの数
（ｎ）により次のように表される。
調整することにより、容易に推論の程度を改善できる。
また、従来の方法では出力量は、１点で出力するために
は、ファジィ集合のメンバシップ関数の重心を計算する
必要がある。その計算に要する時間（Ｔ）はマイクロプ
ロセッサを例にとると、サイクルタイム（Ｃ）、メンバ
シップ関数を表現するデータ濃度（Ｎ）、ルールの数
（ｎ）により次のように表される。
【００６３】 Ｔ≒（Ｎｎ＋α＋β）Ｃ （１３） ここで、α、βは各々積和、除算に要するサイクル数で
ある。
ある。
【００６４】一方、本発明によれば、メンバシップ関数
を用いないので、式（１３）に対応する所要時間
（Ｔ′）は次のようになる。
を用いないので、式（１３）に対応する所要時間
（Ｔ′）は次のようになる。
【００６５】 Ｔ′≒（ｎ＋α＋β）Ｃ （１４） Ｎは、大抵は数個から２５６であり、ｎは数個、α、β
は２〜３である。したがって、本発明では、出力を１点
で求めるのに要する時間は従来による方法よりも１桁程
小さい。さらに、本発明の効果として、入出力の関係を
述べる規則の信ぴょう性のグレードを予め定める際、前
記Ｋ．Ｋ．ソンバーによる新規の多値論理を適用して、
式（１２）により実績データにより定めることができ、
実績に裏づけられた推論ができる。
は２〜３である。したがって、本発明では、出力を１点
で求めるのに要する時間は従来による方法よりも１桁程
小さい。さらに、本発明の効果として、入出力の関係を
述べる規則の信ぴょう性のグレードを予め定める際、前
記Ｋ．Ｋ．ソンバーによる新規の多値論理を適用して、
式（１２）により実績データにより定めることができ、
実績に裏づけられた推論ができる。
【００６６】図５は本発明第一実施例における推論過程
の具体例を示したものである。
の具体例を示したものである。
【００６７】（第二実施例）図２は本発明第二実施例の
要部の構成を示すブロック図である。
要部の構成を示すブロック図である。
【００６８】本発明第二実施例は、第一実施例における
入力変数真理値関数部として、入力変数とその真理値と
の関数について所定の関数関係とする原関数部２２０
と、規則の入力変数の記述において「非常に」とあると
きにはその入力変数を入力し所定の関数の２乗とする２
乗関数部２２１と、規則の入力変数の記述において「ど
ちらかといえば」とあるときにはその入力変数を入力し
所定の関数１／２乗とする１／２乗関数部２２２と、規
則の入力変数の記述において「…でない」とあるときに
はその入力変数を入力し所定の関数の補数とする補数関
数部２２３とを備え、第一実施例における出力変数真理
値逆関数部として、出力変数とその真理値との関係につ
いて所定の関数関係とする原逆関数部２７０と、規則の
出力変数の記述において「非常に」とあるときにはその
出力変数を所定の関数の２乗とする２乗逆関数部２７１
と、規則の出力変数の記述において「どちらかといえ
ば」とあるときにはその出力変数を所定の関数の１／２
乗とする１／２乗逆関数部２７２と、規則の出力変数の
記述において「…でない」とあるときにはその出力変数
を所定の関数の補数とする補数逆関数部２７３とを備え
る。
入力変数真理値関数部として、入力変数とその真理値と
の関数について所定の関数関係とする原関数部２２０
と、規則の入力変数の記述において「非常に」とあると
きにはその入力変数を入力し所定の関数の２乗とする２
乗関数部２２１と、規則の入力変数の記述において「ど
ちらかといえば」とあるときにはその入力変数を入力し
所定の関数１／２乗とする１／２乗関数部２２２と、規
則の入力変数の記述において「…でない」とあるときに
はその入力変数を入力し所定の関数の補数とする補数関
数部２２３とを備え、第一実施例における出力変数真理
値逆関数部として、出力変数とその真理値との関係につ
いて所定の関数関係とする原逆関数部２７０と、規則の
出力変数の記述において「非常に」とあるときにはその
出力変数を所定の関数の２乗とする２乗逆関数部２７１
と、規則の出力変数の記述において「どちらかといえ
ば」とあるときにはその出力変数を所定の関数の１／２
乗とする１／２乗逆関数部２７２と、規則の出力変数の
記述において「…でない」とあるときにはその出力変数
を所定の関数の補数とする補数逆関数部２７３とを備え
る。
【００６９】この第二実施例は、第一実施例における入
力変数真理値関数部および出力変数真理値逆関数部を並
列に設置したものであり、その動作は次のように行われ
る。
力変数真理値関数部および出力変数真理値逆関数部を並
列に設置したものであり、その動作は次のように行われ
る。
【００７０】規則の記述における入力変数ｘ1 に関する
定性表現Ａ1 に修飾語がないときは、切替部２１０によ
り、入力変数〔外１〕が原関数部２２０へ入力するよう
に接続し、定性表現Ａ1 に修飾語が「非常に」とあると
きは、入力変数の真理値を２乗するような関数を設定す
る２乗関数部２２１へ入力するように接続し、定性表現
Ａ1 に修飾語が「どちらかといえば」とあるときは、入
力変更の真理値を１／２乗する関数を設定する１／２乗
関数部２２２へ入力するように接続し、定性表現Ａ1 に
「…でない」とあるときは、入力変数の真理値の補数を
設定する補数関数部へ接続するようにする。
定性表現Ａ1 に修飾語がないときは、切替部２１０によ
り、入力変数〔外１〕が原関数部２２０へ入力するよう
に接続し、定性表現Ａ1 に修飾語が「非常に」とあると
きは、入力変数の真理値を２乗するような関数を設定す
る２乗関数部２２１へ入力するように接続し、定性表現
Ａ1 に修飾語が「どちらかといえば」とあるときは、入
力変更の真理値を１／２乗する関数を設定する１／２乗
関数部２２２へ入力するように接続し、定性表現Ａ1 に
「…でない」とあるときは、入力変数の真理値の補数を
設定する補数関数部へ接続するようにする。
【００７１】変数ｘ2 に関し定性表現Ａ2 についても同
様に設定し、出力変数についても同様に原逆関数部２７
０、２乗逆関数部２７１、１／２乗逆関数部２７２、お
よび補数逆関数部２７３それぞれに切替部２５０により
切替え、真理値を規則の出力変数に関する定性表現の修
飾語に対して送出する。
様に設定し、出力変数についても同様に原逆関数部２７
０、２乗逆関数部２７１、１／２乗逆関数部２７２、お
よび補数逆関数部２７３それぞれに切替部２５０により
切替え、真理値を規則の出力変数に関する定性表現の修
飾語に対して送出する。
【００７２】このように本発明第二実施例では、入力変
数の定性表現に修飾語がつく場合、予め入力変数真理値
関数部を複数並列に設けているので、修飾語に応じて切
替部２１０により、入力変数の複数並列の入力変数真理
値関数部への接続を切替えることができ、さらに出力変
数真理値逆関数部も複数並列に設けられるので、修飾語
に応じて切替部２５０により、推論の信ぴょう性のグレ
ードの送出先を切替えることができる。
数の定性表現に修飾語がつく場合、予め入力変数真理値
関数部を複数並列に設けているので、修飾語に応じて切
替部２１０により、入力変数の複数並列の入力変数真理
値関数部への接続を切替えることができ、さらに出力変
数真理値逆関数部も複数並列に設けられるので、修飾語
に応じて切替部２５０により、推論の信ぴょう性のグレ
ードの送出先を切替えることができる。
【００７３】従って、規則が次にように入力変数および
出力変数につき、修飾語が付加される場合、例えば、 Ｒ1 ：ｘ1 が「非常に」Ａ1 、かつｘ2 がＡ2 ならばｙ
は「非常に」Ｂ1 Ｒ2 ：ｘ1 が「どちらかといえば」Ａ1 、かつｘ2 がＡ
2 ならばｙはＢ1 Ｒ3 ：ｘ1 がＡ1 「でない」、かつｘ2 がＡ2 ならば、
ｙはＢ1 「でない」の三つのルールによるとき、図２に
示す１ケの推論演算部２００を用いて次のように操作さ
れる。
出力変数につき、修飾語が付加される場合、例えば、 Ｒ1 ：ｘ1 が「非常に」Ａ1 、かつｘ2 がＡ2 ならばｙ
は「非常に」Ｂ1 Ｒ2 ：ｘ1 が「どちらかといえば」Ａ1 、かつｘ2 がＡ
2 ならばｙはＢ1 Ｒ3 ：ｘ1 がＡ1 「でない」、かつｘ2 がＡ2 ならば、
ｙはＢ1 「でない」の三つのルールによるとき、図２に
示す１ケの推論演算部２００を用いて次のように操作さ
れる。
【００７４】ルールＲ1 について、〔外１〕を「非常
に」に対応する２２１へ、規則真理値ｔR1を「非常に」
に対応する２乗逆関数部２７１へ送るように切替部２１
０、２５０を切替える。
に」に対応する２２１へ、規則真理値ｔR1を「非常に」
に対応する２乗逆関数部２７１へ送るように切替部２１
０、２５０を切替える。
【００７５】ルールＲ2 について、〔外１〕を「どちら
かといえば」に対応する１／２乗関数部２２２へ、規則
真理値ｔR1を原逆関数部２７０へ送るように切替部２１
０、２５０を切替える。
かといえば」に対応する１／２乗関数部２２２へ、規則
真理値ｔR1を原逆関数部２７０へ送るように切替部２１
０、２５０を切替える。
【００７６】ルールＲ3 について、〔外１〕を「でな
い」に対応する補数関数部２２３へ、規則真理値ｔR1を
「でない」に対応する補数逆関数部２７３へ送るように
切替部２１０、２５０を制御する。
い」に対応する補数関数部２２３へ、規則真理値ｔR1を
「でない」に対応する補数逆関数部２７３へ送るように
切替部２１０、２５０を制御する。
【００７７】このように、ルールＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 につ
いて各々推論演算部を設定しなくても、１ケの推論演算
部２００を用いるだけで、推論演算部３ケの機能をはた
すことができる。上述のように、複数規則において、入
力変数の定性表現に修飾語がつく場合、入力変数真理値
関数部および出力変数真理関数部につき、修飾語に対応
する特性の関数特性を定めておき、修飾語に応じて選択
的に使用することにより、推論演算部の数が低減可能と
なり、システムの費用節減を行うことができる。 上記
第一実施例および第二実施例はそれぞれ図面にブロック
図を示して説明したが、この装置を実現するには、必ず
しもこのようなブロック図で区分できる回路を備えるこ
となく、このブロックの複数に相当する演算処理を一つ
のプロセッサで実行するようにして実現することができ
る。しばしばその方が設計として合理的である場合が多
い。
いて各々推論演算部を設定しなくても、１ケの推論演算
部２００を用いるだけで、推論演算部３ケの機能をはた
すことができる。上述のように、複数規則において、入
力変数の定性表現に修飾語がつく場合、入力変数真理値
関数部および出力変数真理関数部につき、修飾語に対応
する特性の関数特性を定めておき、修飾語に応じて選択
的に使用することにより、推論演算部の数が低減可能と
なり、システムの費用節減を行うことができる。 上記
第一実施例および第二実施例はそれぞれ図面にブロック
図を示して説明したが、この装置を実現するには、必ず
しもこのようなブロック図で区分できる回路を備えるこ
となく、このブロックの複数に相当する演算処理を一つ
のプロセッサで実行するようにして実現することができ
る。しばしばその方が設計として合理的である場合が多
い。
【００７８】したがって、ブロック別に図面に対応でき
ない特許請求の範囲の各項はその意味であり、上記二つ
の実施例の説明から同様に理解することができる。
ない特許請求の範囲の各項はその意味であり、上記二つ
の実施例の説明から同様に理解することができる。
【００７９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ァジィ推論の結果が所望の出力値とならないときに、メ
ンバシップ関数を修正するような計算処理工数のかかる
作業が不要となり、単に推論規則に対応した真理値を修
正するだけで推論を行うことができ、したがって、メン
バシップ関数を調整しても所望の出力値が得られなかっ
たためにファジィ推論が使えなかった領域にも近似推論
を活用することができる効果がある。
ァジィ推論の結果が所望の出力値とならないときに、メ
ンバシップ関数を修正するような計算処理工数のかかる
作業が不要となり、単に推論規則に対応した真理値を修
正するだけで推論を行うことができ、したがって、メン
バシップ関数を調整しても所望の出力値が得られなかっ
たためにファジィ推論が使えなかった領域にも近似推論
を活用することができる効果がある。
【図１】本発明第一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明第二実施例の要部の構成を示すブロック
図。
図。
【図３】本発明第一実施例における規則真理値と出力変
数の関係を示す図。
数の関係を示す図。
【図４】本発明第一実施例と従来例との動作の比較を説
明する図。
明する図。
【図５】本発明第一実施例における推論過程の具体例を
示す図。
示す図。
【図６】従来例の構成を示すブロック図。
【図７】従来例におけるメンバシップ関数の一例を示す
図。
図。
【図８】従来例における推論の方法を説明する図。
【図９】本発明において解決しようとする課題例を説明
する図。
する図。
【図１０】従来例における推論の過程を説明する図。
１１１、１１２、…、１１９、２００ 推論演算部 １２０、１２５ 入力変数真理値関数部 １３０ 規則真理値記憶部 １４０ 入力変数演算部 １５０ フィデリティ演算部 １６０ 出力変数真理値逆関数部 １７０ 乗算部 １８０ 出力変数推定値加算部 １８５ フィデリティ加算部 １９０ 除算部 ２１０、２５０ 切替部 ２２０ 原関数部 ２２１ ２乗関数部 ２２２ １／２乗関数部 ２２３ 補数関数部 ２７０ 原逆関数部 ２７１ ２乗逆関数部 ２７２ １／２乗逆関数部 ２７３ 補数逆関数部 １０１１、１０１２、…、１０１９ ファジィ推論演算
部 １１２０、１１２５ 入力変数メンバシップ関数部 １１４０ ファジィロジック演算部 １１６０ 出力メンバシップ関数部 １１７０ 出力推定部 １１８０ ファジィ和演算部 １１９０ 重心演算部
部 １１２０、１１２５ 入力変数メンバシップ関数部 １１４０ ファジィロジック演算部 １１６０ 出力メンバシップ関数部 １１７０ 出力推定部 １１８０ ファジィ和演算部 １１９０ 重心演算部
Claims (6)
- 【請求項１】 複数推論規則にしたがって出力変数推定
値を出力する複数の推論演算部を備え、 この推論演算部でそれぞれ得られる出力変数推定値から
近似推論値を得る演算手段を備え、 前記推論演算部に、 複数推論規則の真理値を別々に蓄積する規則真理値記憶
部と、 各規則における入力変数の定性表現に関して信ぴょう性
の度合を示す真理値がどの程度の値となるかを入力変数
ごとに出力する複数の入力変数真理値関数演算部と、 前記規則真理値記憶部からの規則真理値により出力変数
の代表値を得る出力変数真理値逆関数演算部と、 前記入力変数真理値関数演算部からの出力を受け入力変
数真理値の代表値の補数を求める入力変数演算部と、 前記規則真理値記憶部の出力と前記入力変数演算部の出
力との限界差を演算するフィデリティ演算部と、 前記出力変数真理値逆関数演算部からの出力変数代表値
に前記フィデリティ演算部の出力を乗じて出力変数推定
値を出力する乗算部とを備え、 前記演算手段に、 前記乗算部のそれぞれが出力する出力変数推定値を加算
する出力変数推定値加算部と、 前記フィデリティ演算部それぞれが演算した限界差を加
算するフィデリティ加算部と、 前記出力変数推定値加算部の出力を前記フィデリティ加
算部の出力で除算する除算部とを備えたことを特徴とす
る近似推論装置。 - 【請求項２】 前記入力変数真理値関数演算部は、 入力変数とその真理値との関係について所定の関数関係
とする原関数演算部と、 規則の入力変数の記述において「非常に」とあるときに
はその入力変数を入力し所定の関数の２乗とする２乗関
数演算部と、 規則の入力変数の記述において「どちらかといえば」と
あるときにはその入力変数を入力し所定の関数の１／２
乗とする１／２乗関数演算部と、 規則の入力変数の記述において「…でない」とあるとき
にはその入力変数を入力し所定の関数の補数とする補数
関数演算部とにより構成され、 前記出力変数真理値逆関数演算部は、 出力変数とその真理値との関係について所定の関数関係
とする原逆関数演算部と、 規則の出力変数の記述において「非常に」とあるときに
はその出力変数を所定の関数の２乗とする２乗逆関数演
算部と、規則の出力変数の記述において「どちらかとい
えば」とあるときにはその出力変数を所定の関数の１／
２乗とする１／２乗逆関数演算部と、 規則の出力変数の記述において「…でない」とあるとき
にはその出力変数を所定の関数の補数とする補数逆関数
演算部とにより構成された請求項１記載の近似推論装
置。 - 【請求項３】 複数推論規則にしたがって出力変数推定
値を出力する複数の推論演算部を備え、 この推論演算部でそれぞれ得られる出力変数推定値から
近似推論値を得る演算手段を備え、 前記推論演算部は、 複数推論規則の真理値を別々に蓄積する規則真理値記憶
部と、 各規則における入力変数の定性表現に関して信ぴょう性
の度合を示す真理値がどの程度の値となるかを入力変数
ごとに出力する複数の入力変数真理値関数演算部と、 前記規則真理値記憶部からの規則真理値により出力変数
の代表値を得る出力変数真理値逆関数演算部と、 前記入力変数真理値関数演算部からの出力を受け入力変
数真理値の代表値の補数を求める入力変数演算部と、 前記規則真理値記憶部に蓄積された規則に規則真理値を
設定し、その規則真理値と入力変数真理値の補数との限
界差を出力変数の代表値のフィデリディとする手段と、 フィデリティが正のときに規則真理値を出力変数の真理
値であると推論し、その出力変数の真理値を前記出力変
数真理値逆関数演算部に入力して出力変数の代表値を出
力する手段と、 出力変数の代表値にフィデリティを乗じて出力変数推定
値を出力する手段とを備え、 前記演算手段に、 この出力変数推定値を複数規則すべてに関し相加平均す
ることにより複数の推論規則による出力変数推定値を求
める手段とを備えたことを特徴とする近似推論装置。 - 【請求項４】 前記出力変数真理値逆関数演算部によ
り、規則真理値を出力変数の真理値と推論してそれに対
応する出力変数の代表値を規則真理値よりも出力変数真
理値が大きくなる出力変数の区間の中央値とする手段を
含む請求項３記載の近似推論装置。 - 【請求項５】 複数の規則真理値を所要の出力値と出力
推定値との差を拡大する方向とは逆の方向に増減するこ
とにより、入力変数の真理値および出力変数の真理値を
固定したままで所要の出力値と出力推定値との差を縮小
する手段を含む請求項３記載の近似推論装置。 - 【請求項６】 入力変数の真理値の補数と出力変数の真
理値との大きい方の値を推論規則の真理値に合わせる手
段を含む請求項３記載の近似推論装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5071592A JP2541442B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 近似推論装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5071592A JP2541442B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 近似推論装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06282436A JPH06282436A (ja) | 1994-10-07 |
| JP2541442B2 true JP2541442B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=13465102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5071592A Expired - Lifetime JP2541442B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 近似推論装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541442B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0293938A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Omron Tateisi Electron Co | ファジイ推論マシン |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP5071592A patent/JP2541442B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06282436A (ja) | 1994-10-07 |
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