JP3196346B2 - Subsystem setting device - Google Patents
Subsystem setting deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、サブシステム設定装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a subsystem setting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、高次の入出力特性を低次の関数で
近似する発明としては、例えば特開平3−176783
号公報に示すように、複数の領域に分割し、各分割した
領域に対して直線近似(1次関数)することにより全体
を折れ線近似するものがあった。また、2次関数で近似
する発明としては、例えば実開昭64−46863号に
示されるものがあった。2. Description of the Related Art Hitherto, as an invention for approximating a high-order input / output characteristic by a low-order function, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-176783 discloses
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-209, there has been a configuration in which a plurality of regions are divided and each of the divided regions is linearly approximated (linear function) to thereby approximate the entirety to a polygonal line. Further, as an invention approximated by a quadratic function, for example, there is one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 64-46863.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のものでは、ある領域に対しては、1つの関数で表現す
るようになっており、領域の境界部分での近似に限界が
あった。さらに、正確な近似を行うためには、領域を多
数に分割する必要がある。However, in the above-described conventional device, a certain region is represented by one function, and there is a limit in approximation at the boundary of the region. Further, in order to perform accurate approximation, it is necessary to divide the region into a large number.
【0004】本発明は、3次で与えられる複雑な入出力
特性機能を、より単純な複数の2次関数により近似して
表現することのできるサブシステムを設定することので
きるサブシステム設定装置を提供することにある。The present invention provides a subsystem setting device capable of setting a subsystem capable of expressing a complicated input / output characteristic function given by a third order by approximating a plurality of simpler quadratic functions. To provide.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係るサブシステム設定装置は、入力値
及び出力値の組み合わせで構成されている4個の離散的
点データである目的機能データを通る3次関数で表され
る入出力特性を、より低次の関数で近似して表現するサ
ブシステムを設定することのできる装置を前提とする。To achieve the above object SUMMARY OF THE INVENTION The sub-system setting device according to the present invention, the input value
And input / output characteristics represented by a cubic function passing through the target function data, which is four discrete point data constituted by a combination of the output values and the output values , by approximating the input / output characteristics with a lower-order function.
It is assumed that the device can set the subsystem .
【0006】そして、前記目的機能データを最も入力値
の小さいデータと2番目に入力値の小さいデータを1つ
のグループにまとめ、3番目に入力値の小さいデータと
最も入力値の大きいデータを他の1つのグループにまと
めるグループ化手段と、前記各グループにおける前記2
個の目的機能データを結ぶ2次関数を作成する関数作成
部と、この関数作成部が作成した関数をサブシステムに
設定するサブシステムの関数設定手段と、前記各グルー
プにおける前記2個の目的機能データからそのグループ
における平均値及び標準偏差を求めて正規分布を作成す
る正規分布作成手段と、この正規分布作成手段が作成し
た正規分布をメンバシップ関数として前記サブシステム
に設定する前記サブシステムのメンバシップ関数設定手
段と、前記各グループにおいて前記関数設定手段により
サブシステムに設定された2次関数とメンバシップ関数
設定手段によりサブシステムに設定されたメンバシップ
関数との積を算出する積算手段と、前記各グループの積
算手段での積算結果を加算する加算手段とを備えるよう
に構成した。Then, the target function data is input to the
One with the smallest input value and one with the second smallest input value
And the data with the third smallest input value
Group the data with the largest input value into another group
And Mel grouping means, the in each group 2
A function generating unit to create a secondary function connecting the pieces of object feature data, and function setting means subsystem <br/> sets the function to the function creating unit creates the subsystem, it said in the respective group 2 A normal distribution creating means for creating a normal distribution by obtaining an average value and a standard deviation in the group from the target function data, and the subsystem having the normal distribution created by the normal distribution creating means as a membership function.
Means for setting the membership function of the subsystem to be set to:
Quadratic function and membership function set in subsystem
Membership set in subsystem by setting means
Integrating means for calculating the product of the function and the product of each of the groups
And an adding means for adding the result of integration by the calculating means .
【0007】そして好ましくは、前記各グループの2個
の前記目的機能データの入力値の平均値を前記2次関数
に代入して出力値を求めることにより、前記目的機能デ
ータの数を増加させる目的機能データ変換手段を設ける
ことである。[0007] Preferably , two of each of said groups
The average of the input values of the target function data of
To obtain the output value by substituting
The purpose of the present invention is to provide a purpose function data conversion means for increasing the number of data.
【0008】[0008]
【作用】複雑な目的機能データが与えられると、その目
的機能データをグループ分けされ、各グループ毎のデー
タをより単純な構造のサブシステムに与える単純な目的
機能を表現するデータに変換する。つまり、3次式で与
えられる入出力特性式を複数の2次関数で近似する変換
を行う。これにより、2次関数を求める機能と、2次関
数の重み付けを行うメンバシップ関数を設定するメンバ
シップ関数部を備えたサブシステムが設定される。そし
て、設定されたサブシステムは、本来の目的機能データ
をそのまま表現した上位のシステムに比べ、簡単な機能
要素の結合で表現されるため、実際の装置としての製造
も容易に行われる。When complex target function data is given, the target function data is divided into groups, and the data of each group is converted into data expressing a simple target function to be given to a subsystem having a simpler structure. That is, conversion is performed to approximate the input / output characteristic equation given by the cubic equation with a plurality of quadratic functions. As a result, a subsystem having a function for obtaining a quadratic function and a membership function unit for setting a membership function for weighting the quadratic function is set. Since the set subsystem is expressed by a simple combination of functional elements as compared with a higher-level system that directly expresses the original target function data, manufacture as an actual device is easily performed.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明に係るサブシステム設定装置の
好適な実施例を添付図面を参照にして詳述する。本例で
は、空調装置における温度センサが検出した温度xに応
じて設定すべき最適な湿度目標値yを生成するためのシ
ステムに適用した例を示している。すなわち、前提とし
て図1に示すように、入力xが与えられた時にある入出
力特性である関数F1にしたがって演算処理して目標値
yを出力するもので、関数F1は、例えば同図(B)実
線で示すような曲線で表されている。そして、このよう
なシステム(関数F1)を設計(設定)するために、目
的機能データK1として、曲線上の4つの座標点{(x
1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x
4,y4)}(但し、x1<x2<x3<x4)が与え
られるとする。すると、この目的機能データK1が上位
のシステムF1の果たすべき上位の目的機能となる。な
お、この4つの座標点は、上記複雑な関数(入出力特
性)の中でその特徴を表す重要な点となる。また、入力
する目的としては、係る「目的機能データK1を通る3
次関数で表される入出力特性を低次の関数で近似する制
御システムを設計する」等となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a subsystem setting apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. This example shows an example in which the present invention is applied to a system for generating an optimal humidity target value y to be set according to a temperature x detected by a temperature sensor in an air conditioner. That is, as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1, when an input x is given, arithmetic processing is performed in accordance with a function F1 which is a certain input / output characteristic, and a target value y is output. ) It is represented by a curve as shown by a solid line. Then, in order to design (set) such a system (function F1), four coordinate points {(x
1, y1), (x2, y2), (x3, y3), (x
4, y4)} (provided that x1 <x2 <x3 <x4). Then, the target function data K1 becomes a higher-order target function to be performed by the higher-order system F1. Note that these four coordinate points are important points representing the features in the complicated function (input / output characteristics). In addition, the purpose of input is “ 3 passing through the target function data K1”.
A function that approximates the input / output characteristics expressed by
It becomes a control system to design "and the like.
【0010】ところで、上記の関数F1は、高次の式
(例えば3次式)で表されるため、その様な3次式で表
現されるような複雑な目的機能をそのまま満足させよう
とすると、複雑な機能要素を用いることになり、かかる
複雑な機能要素からなるシステムを設計することは非常
に困難のみならず、実際に装置に組み込んだ状態下で、
使用しようとすると、その制御を行うための処理が複雑
で高速処理ができず、リアルタイムの対応ができない。
そこで、本発明に係る装置を用いて目的をより簡略化、
すなわち、次数の低い関数で表現されるサブシステム用
の下位の目的機能データを生成すると共に、その目的に
応じた所望のサブシステムを作成するようになる。そし
て、係る処理を行う具体的な構成は以下の通りである。Since the above-mentioned function F1 is expressed by a higher-order equation (for example, a cubic equation), it is necessary to satisfy a complicated objective function as expressed by such a cubic equation. , The use of complex functional elements, it is not only very difficult to design a system composed of such complex functional elements,
If it is attempted to use it, the process for performing the control is complicated, high-speed processing cannot be performed, and real-time response cannot be performed.
Therefore, the purpose is further simplified by using the device according to the present invention,
That is, lower-order target function data for a subsystem expressed by a function having a lower order is generated, and a desired subsystem corresponding to the purpose is created. The specific configuration for performing such processing is as follows.
【0011】図2に示すように、本装置(サブシステム
設定装置が一体化されている)は、下位目的生成部Aの
一部を構成する目的機能データK1を2組に分割するグ
ループ分け部1を有し、そのグループ分け部1の出力が
データ変換手段たる第1目的変換部2に入力される。グ
ループ分け部1は、最終的なシステムの入力データとな
るxの大小関係に着目し、小さい側の2つのデータ(x
1,y1),(x2,y2)と、大きい側の2つのデー
タ(x3,y3),(x4,y4)とに分離するように
なる。そして、第1目的変換部2は、与えられた目標を
簡略化された下位の目標に変換するもので、具体的に
は、システムの目標である入出力特性の高次の関数(n
次式)の次数から1を引くことにより、サブシステムで
設定すべき関数の次数が決定される。そして、本例で
は、目的機能データK1で特定される関数が3次式であ
るため、サブシステムは、2次式で表現される関数とな
る。そして、前記グループ分けされた各データでサブシ
ステムの処理可能か否かが判断され、不能の時には、処
理可能なデータに変換するが、本例では、一つのグルー
プには2つの座標点のデータが有するため、係る2つの
データを用いて2次関数を設定可能であるので、特にデ
ータ変換はされない。すなわち、本例では、この第1目
的変換部2から「2種の目的機能データK21[(x1,
y1),(x2,y2)],K22[(x3,y3),
(x4,y4)]をそれぞれ通る2次関数、及びそれら
各2次関数が元の関数F1を表現する区間を特定する関
数を作成せよ」というような下位の目的が作成され、必
要なデータが出力されることになる。[0011] As shown in FIG. 2, the device (subsystem setting device is integrated), the grouping of dividing the object function data K1 which constitutes a part of the subgoals generator A in two pairs An output of the grouping unit 1 is input to a first purpose conversion unit 2 as data conversion means. The grouping unit 1 pays attention to the magnitude relationship of x, which is the input data of the final system, and sets two smaller data (x
1, x1), (x2, y2) and two larger data (x3, y3), (x4, y4). The first purpose conversion unit 2 converts a given target into a simplified lower-order target. Specifically, the first target conversion unit 2 converts a given function into a higher-order function (n
By subtracting 1 from the order of the following equation, the order of the function to be set in the subsystem is determined. In this example, since the function specified by the target function data K1 is a cubic expression, the subsystem is a function represented by a quadratic expression. Then, it is determined whether or not the subsystem can be processed based on each of the grouped data. When the data cannot be processed, the data is converted into data that can be processed. In this example, data of two coordinate points are included in one group. Therefore, since a quadratic function can be set using these two data, no particular data conversion is performed. That is, in this example, the first purpose conversion unit 2 outputs “two types of target function data K21 [(x1,
y1), (x2, y2)], K22 [(x3, y3),
(X4, y4)], and create a function that specifies a section in which each of the quadratic functions expresses the original function F1 ”. Will be output.
【0012】一方、上記の第1目的変換部2の出力が、
サブシステム設定ユニットBを構成する(n−1)次関
数作成部(2次関数作成部)3と適応範囲を算出する手
段たる正規分布作成部4に接続されており、具体的に
は、(xi ,yi )のデータをグループ毎に次段の2次
関数作成部3に送り、また、(xi )のデータをグルー
プ毎に次段の正規分布作成部4に送るようになってい
る。On the other hand, the output of the first purpose conversion unit 2 is
The sub-system setting unit B is connected to an (n-1) -order function creating section (quadratic function creating section) 3 and a normal distribution creating section 4 as means for calculating an adaptive range. The data of (xi, yi) is sent to the next-stage quadratic function creating unit 3 for each group, and the data of (xi) is sent to the next-stage normal distribution creating unit 4 for each group.
【0013】そして、2次関数作成部3では、各グルー
プ毎に2つの座標を通る2次曲線(関数)を求めるよう
になっている。そして、本例では構成の簡略化を図るた
め、2次関数を表す一般的である y=ax2 +bx+c のうち、a=1または−1とし、しかもaの正負は3次
関数の各部の変化の具合、すなわち、4つのデータの大
小関係を元にして決定するのが望ましいが、本例では、
便宜上xの小さいグループについてのaを1とし、大き
いグループについてのaを−1とする。よって、実際に
は上記b,cを求めるようになる。そして、2つの座標
が既知であるため、連立2次方程式を解くことにより簡
単にb,cが算出される。The quadratic function generator 3 obtains a quadratic curve (function) passing through two coordinates for each group. In this example, in order to simplify the configuration, a = 1 or −1 among y = ax 2 + bx + c, which is a general expression of a quadratic function, and the sign of a is a change of each part of the cubic function. , That is, it is desirable to determine based on the magnitude relationship between the four data. In this example,
For convenience, a is set to 1 for a group having a small x, and -1 is set to a for a group having a large x. Therefore, in practice, b and c are obtained. Since the two coordinates are known, b and c can be easily calculated by solving the simultaneous quadratic equations.
【0014】また、正規分布作成部4は、同一グループ
の2つのxの値から、平均値mを求め、さらに標準偏差
σを求める。すなわち、説明の便宜上一方のグループ
(x1,x2)について説明すると、 m1=(x1+x2)/2 により簡単に求まる。さらに標準偏差σについては、 σ1=(x2−x1)/2 により算出できる。次いで、上記平均値mとσを持つ正
規分布G(m1,σ1)を求めるようになっている。The normal distribution creating unit 4 calculates an average value m from two x values of the same group, and further calculates a standard deviation σ. That is, if one group (x1, x2) is described for convenience of explanation, it can be easily obtained by m1 = (x1 + x2) / 2. Further, the standard deviation σ can be calculated by σ1 = (x2−x1) / 2 . Next, a normal distribution G (m1, σ1) having the average value m and σ is obtained.
【0015】そして、サブシステム設定部Bの一部を構
成するシステム設定部5を介して上記2次関数作成部3
の出力をサブシステムの関数部に設定し、正規分布作成
部4の出力をサブシステムのメンバシップ関数部に設定
する。すなわち、本発明で作成されるサブシステムは、
図3に示すように、システムF1よりも低い次数からな
る複数(2個)の2次関数部(F21,F22)10a,1
0bと、各2次関数部(F21,F22)10a,10bで
表現することのできる元の関数F1の適応範囲を示すメ
ンバシップ関数部(μ21,μ22)11a,11bとが対
にして構成され、その対となる関数とメンバシップ関数
(F21とμ21,F22とμ22)を乗算器12a,12bを
介して乗算して(重み付けられて)得られた出力式(μ
21(x)*F21(x),μ22(x)*F22(x))を加
算器13を介して合成するようになっている。The above-mentioned quadratic function creating section 3 is transmitted via a system setting section 5 which constitutes a part of the subsystem setting section B.
Is set to the function part of the subsystem, and the output of the normal distribution creation part 4 is set to the membership function part of the subsystem. That is, the subsystem created by the present invention is:
As shown in FIG. 3, a plurality (two) of quadratic function parts (F21, F22) 10a, 1 having lower orders than the system F1.
0b and membership function parts (μ21, μ22) 11a, 11b indicating the applicable range of the original function F1 that can be expressed by the respective quadratic function parts (F21, F22) 10a, 10b. , A paired function and a membership function (F21 and μ21, F22 and μ22) are multiplied (weighted) via multipliers 12a and 12b to obtain an output expression (μ
21 (x) * F21 (x), μ22 (x) * F22 (x) ) through the adder 13.
【0016】そして、上記した本装置の処理手順につい
て説明すると、図4に示すように、まず目的機能データ
K1を読み込み、それを2つのグループに分け、一方の
グループを構成する目的機能データ要素(x1,y
1),(x2,y2)基づいてその2点を通る2次関数
(F21(x)=x2 +b1 x+c1 )を求め、次いで他
方のグループを構成する目的機能データ要素(x3,y
3),(x4,y4)に基づいてその2点を通る2次関
数(F22(x)=−x2 +b2 x+c2 )を求める(S
101〜104)。Next, the processing procedure of the present apparatus will be described. As shown in FIG. 4, first, the target function data K1 is read, divided into two groups, and the target function data element (one of the groups) is formed. x1, y
1), the (x2, y2) based quadratic function (F21 (x passing through the two points) = x 2 + b1 x + c1) calculated, then object function data elements (x3 constituting the other group, y
3), (x4, y4) 2 linear function passing through the two points based on (F22 (x) = - x 2 + b2 x + c2) obtaining the (S
101-104).
【0017】そして、一方のグループの目的データ要素
(x1,x2)に基づいて平均値m1並びに標準偏差σ
1を求め、それら両値m1,σ1を持つ正規分布G(m
1,σ1)を求め、それをμ21(μ21(x)=G(x;
m1,σ1))とする。同様に他方のグループの目的デ
ータ要素(x3,x4)に基づいて平均値m2並びに標
準偏差σ2を求め、それら両値m2,σ2を持つ正規分
布G(m2,σ2)を求め、それをμ22(μ22(x)=
G(x;m2,σ2))とする(S105,106)。Then, based on the target data element (x1, x2) of one group, the average value m1 and the standard deviation σ
1 and a normal distribution G (m
1, σ1), and calculate it as μ21 (μ21 (x) = G (x;
m1, σ1)). Similarly, an average value m2 and a standard deviation σ2 are obtained based on the target data elements (x3, x4) of the other group, and a normal distribution G (m2, σ2) having both values m2, σ2 is obtained, which is expressed as μ22 μ22 (x) =
G (x; m2, σ2)) (S105, 106).
【0018】そして、上記各ステップで求めた各算出結
果に基づいてサブシステムの各部に設定する(S10
7)。すなわち、この設定されたサブシステムでは、上
位目的で達成される3次式の関数をその上位目的を用い
て2次式からなる関数で表現される簡略化された簡易な
機能要素を用いて構成されることになる。なお、関数F
1が3次関数、すなわち、サブシステムの関数部10
a,10bの関数F21,F22が2次関数であることがわ
かっている場合には、上記したように関数式を設定する
のではなく、各係数(b1,c1,m1,σ1,b2,
c2,m2,σ2)を求め、その求めたシステムパラメ
ータを各関数部にセットするようにしても良い。また、
その様に次数が既知であれば、第1目的変換部2は特に
設けることなく、グループ分けした目的機能データをそ
のまま2次関数作成部3,正規分布作成部4並びに後述
する第2目的部6に送るようにしても良い。Then, based on each calculation result obtained in each of the above steps, it is set in each part of the subsystem (S10).
7). That is, in this set subsystem, a function of a cubic expression achieved by a higher-order purpose is configured using simplified simplified functional elements expressed by a function of a quadratic expression using the higher-order purpose. Will be done. Note that the function F
1 is a cubic function, that is, the function part 10 of the subsystem
If it is known that the functions F21 and F22 of a and 10b are quadratic functions, instead of setting the function formula as described above, each coefficient (b1, c1, m1, σ1, b2,
c2, m2, σ2), and the obtained system parameters may be set in each function unit. Also,
If the order is known in this way, the first objective conversion unit 2 is not provided, and the objective function data obtained by grouping is used as it is, as the quadratic function creation unit 3, the normal distribution creation unit 4, and the second objective unit 6 described later. It may be sent to.
【0019】一方、上記のようにして設定されたサブシ
ステムは、上位目的をそのまま表現する3次関数に比べ
ると2次関数の組み合わせとなるため、各機能要素は簡
略化することができるものの、本例では、図2に示すよ
うにその後段に所定の装置を設けることにより、さらに
簡略化された1次関数の組み合わせからなる2次サブシ
ステムを作成できるようになっている。On the other hand, the subsystem set as described above is a combination of a quadratic function as compared with a cubic function that directly expresses a higher-order objective, and therefore, although each functional element can be simplified, In this example, as shown in FIG. 2, by providing a predetermined device at a subsequent stage, a secondary subsystem composed of a combination of a more simplified linear function can be created.
【0020】まず、本例の概要を説明すると、図5に示
すように、上記した処理により変換・作成された2次関
数(図中2点鎖線で示す)を直線で近似し、係る直線
(1次関数)の組み合わせで2次関数を表現するための
ものである。すなわち、上記第1目的変換部2,2次関
数作成部3並びに正規分布作成部4の出力に第2目的変
換部6を接続し、前者からは上位(第2目的変換部に対
して)の目的機能データ、すなわち、K1をグループ分
けして形成されたK21,K22並びに、上位の関数部で設
定された次数(2次)が与えられる。また、後者からは
サブシステムの関数部10a,10bで設定される2次
関数式が与えられる。First, the outline of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 5, a quadratic function (indicated by a two-dot chain line in the figure) converted and created by the above processing is approximated by a straight line, and the straight line ( This is for expressing a quadratic function by a combination of linear functions. That is, the second objective conversion unit 6 is connected to the outputs of the first objective conversion unit 2, the quadratic function creation unit 3 and the normal distribution creation unit 4, and the output of the first objective conversion unit 2 is higher than that of the second objective conversion unit. The target function data, that is, K21 and K22 formed by grouping K1 and the order (second order) set by the upper function unit are given. Also, the latter gives a quadratic function equation set by the function units 10a and 10b of the subsystem.
【0021】そして、この第2目的変換部6では、与え
られたデータから、目的機能データをさらに下位の2次
サブシステムにおける処理に必要な目的機能データに変
換するようになる。すなわち、まず、前処理として、2
次サブシステムの関数部に設定する次数が求められる。
すなわち、与えられた次数(2次)から1を引くことに
より、2次サブシステムの関数は1次式の組み合わせで
表現されることとなる。なお、この処理は、上記した第
1目的変換部2と同様に、最初にシステムに与えられる
目的機能データK1が3次式のものであることが既知で
あるとすると、必然的に2次サブシステムでは1次式の
組み合わせとなるため、係る判断処理を省略することが
できる。次いで、1つのグループを構成する目的機能デ
ータの数(本例では、2個)を検出し、2次サブシステ
ムの関数を設定するに際しデータが十分であるか否かを
判断する。すると、本例の場合は2個であり、係る2個
のデータを用いて2次関数を表現する複数の一次関数
(直線)を表現することはできないため、以下に示す所
定の処理ステップにより、目的機能データの変換を行
う。The second purpose conversion section 6 converts the given function data into given function data required for processing in the lower-order secondary subsystem. That is, first, as preprocessing, 2
The order to be set in the function part of the next subsystem is obtained.
That is, by subtracting 1 from the given order (second order), the function of the secondary subsystem is expressed by a combination of linear expressions. Note that, as in the case of the first objective conversion unit 2 described above, if it is known that the objective function data K1 initially given to the system is of a cubic type, it is inevitable that the secondary In the system, a combination of linear expressions is used, so that the determination processing can be omitted. Next, the number of target function data (two in this example) constituting one group is detected, and it is determined whether or not the data is sufficient when setting the function of the secondary subsystem. Then, in the case of this example, the number is two, and it is not possible to represent a plurality of linear functions (straight lines) that represent a quadratic function using the two data. Converts the target function data.
【0022】すなわち、基本的には、各グループで設定
された2つの座標点のデータ等に基づいてそのデータ数
をふやす処理を行う。つまり、図6に示すように、ま
ず、一方のグループK21[(x1,y1),(x2,y
2)]に対応する目的機能データの変換を行う。すなわ
ち、x1とx2の中点を求め、その座標点をx6とす
る。また、x1を基準として、上記算出したx6と点対
称(x軸上で)の位置を求め、その座標点をx5とす
る。さらに、他方のグループの隣接するxに関する座標
データであるx3とx2の中点を求め、その座標点をx
7とする。そして、このようにして求めたx5,x6,
x7を、このグループに関する上位のサブシステムであ
る入出力特性式y=F21(x) に代入することにより、それぞれy5,y6,y7を求
める。 That is, basically, a process of increasing the number of data is performed based on data of two coordinate points set in each group. That is, as shown in FIG. 6, first, one group K21 [(x1, y1), (x2, y
2) Conversion of target function data corresponding to [1]. That is, the midpoint between x1 and x2 is determined, and the coordinate point is set to x6. Further, a position symmetrical with respect to the calculated x6 (on the x-axis) is calculated with reference to x1, and the coordinate point is defined as x5. Further, a midpoint between x3 and x2, which are coordinate data on adjacent x in the other group, is obtained, and the coordinate point is defined as x
7 is assumed. And x5, x6 obtained in this way
The x7, by substituting the output characteristic equation y = F21 which is an upper sub-system for this group (x), Ru respectively y5, y6, determined <br/> Me a y7.
【0023】次いで、与えられた、並びに算出された5
つの座標データをx座標を基準にソートし、下位目的機
能データK31を求める。すなわち、下位目的機能データ
K31は、Next, the given and calculated 5
The two coordinate data are sorted on the basis of the x-coordinate to obtain lower-order target function data K31. That is, the lower purpose function data K31 is
【0024】[0024]
【数1】 K31=[(x5,y5),(x1,y1),(x6,y6),(x2,y2),(x7,y7) ] となり、この目的機能データK31を2次サブシステム設
定ユニットCの1次関数作成部7並びに正規分布作成部
8に送るようになっている。## EQU1 ## K31 = [(x5, y5), (x1, y1), (x6, y6), (x2, y2), (x7, y7)], and the target function data K31 is set in the secondary subsystem. The data is sent to the linear function generator 7 and the normal distribution generator 8 of the unit C.
【0025】また、同様にして、他方のグループについ
ても目的機能データの変換を行い、下位下記に示す目的
機能データK32を求め、2次サブシステム設定ユニット
Cに送る。Similarly, the target function data is converted for the other group, and the target function data K32 shown below is obtained and sent to the secondary subsystem setting unit C.
【0026】[0026]
【数2】K32=[(x8,y8),(x3,y3),(x9,y9),(x4,y4),(x
10,y10) ] そして、1次関数作成部7では、上記した2次関数作成
部3と同様に目的機能データを構成する隣接する2つの
座標点データ(例えば(x5,y5)と(x1,y
1))を通る直線を求める。この時、係る直線は、一般
式 y=ax+c で表せるため、このxとyに上記2の座標を入力するこ
とにより、aとcが簡単に求められる。そして、その算
出結果をa51,c51とする。K32 = [(x8, y8), (x3, y3), (x9, y9), (x4, y4), (x
10, y10)]. Similarly to the above-described quadratic function generator 3, the primary function generator 7 generates two adjacent coordinate point data (for example, (x5, y5) and (x1, y
1) Find a straight line passing through). At this time, since such a straight line can be represented by the general formula y = ax + c, a and c can be easily obtained by inputting the coordinates of the above 2 into x and y. Then, the calculation results are set as a51 and c51.
【0027】また、正規分布作成部8では、上記したサ
ブシステム設定ユニットBにおける正規分布作成部4と
同様の処理を行い、係るx5,x1についての正規分布
のパラメータm51,σ51を算出する。The normal distribution creating unit 8 performs the same processing as the normal distribution creating unit 4 in the subsystem setting unit B, and calculates the normal distribution parameters m51 and σ51 for x5 and x1.
【0028】以下順に、上記処理を繰り返し行う事によ
り、4本の直線に関する一次式並びに正規分布が求めら
れ、その算出結果をシステム設定部9を介して図8に示
す2次サブシステムの関数部20a…20d並びにメン
バシップ関数部21a…21dにセットする。すなわ
ち、例えばF31は、F31(x)=a51x+c51となり、
μ31は、μ31(x)=G(x;m51,σ51)となる。By repeating the above processing in order, a linear expression and a normal distribution concerning four straight lines are obtained, and the calculation results are transmitted via the system setting section 9 to the function section of the secondary subsystem shown in FIG. 20d and membership function units 21a to 21d. That is, for example, F31 becomes F31 (x) = a51x + c51,
μ31 becomes μ31 (x) = G (x; m51, σ51).
【0029】また、このようにして設定された2次サブ
システムは、図8に示すように、一対の関数部20a
…,メンバシップ関数部21a…とを乗算器22a…を
介して接続し、各乗算器22a…の出力を加算器23を
介して合成し、その合成結果を出力するようになってい
る。The secondary subsystem set in this way is, as shown in FIG. 8, a pair of function units 20a.
, And the membership function units 21a are connected via multipliers 22a, the outputs of the multipliers 22a are combined via an adder 23, and the combined result is output.
【0030】なお、他方のグループ(目的機能データK
32に基いて処理されるもの)についても上記と同様の処
理が行われるため、具体的な説明は省略する。また、一
次式より簡易な関数はないため、目的等のブレークダウ
ンはこれ以上行わない。すなわち、この2次サブシステ
ムのさらに内部に入る入子の下位のサブシステムはな
い。換言すれば、最初に全体システムに与える目的機能
データにより表現する関数が4次関数以上の場合には、
上記入子構造のサブシステム、並びにそのサブシステム
を設計するに必要な目的機能データ変換装置並びにサブ
システム設定ユニットも、適宜増やすことにより対応で
きる。The other group (the target function data K
32), the same processing as described above is performed, and a specific description thereof will be omitted. Further, since there is no function that is simpler than the linear expression, the breakdown of the purpose and the like is not performed any more. That is, there are no nested sub-systems that go further inside this secondary subsystem. In other words, if the function represented by the target function data given to the entire system first is a quartic function or more,
The above-described nested subsystems, objective function data converters, and subsystem setting units required for designing the subsystems can be provided by appropriately increasing the number of subsystems.
【0031】一方、上記のようにして設定されたサブシ
ステム(2次サブシステム)が、本来のシステムを満足
したものになっているか否かは、係るサブシステム等に
複雑な目的機能データK1のxi 等のサンプルデータを
入力し、得られた出力がyiとなっているか否かにより
評価でき、その評価結果が低い場合には、ファジィ推論
装置におけるメンバシップ関数の修正機能等を用いて、
メンバシップ関数部に格納されたメンバシップ関数の形
状等を修正することにより対応することができる。On the other hand, whether or not the subsystem (secondary subsystem) set as described above satisfies the original system depends on whether the subsystem or the like has complicated target function data K1. Input sample data such as xi, and evaluate whether or not the obtained output is yi. If the evaluation result is low, use a function to correct the membership function in the fuzzy inference apparatus, etc.
This can be dealt with by modifying the shape or the like of the membership function stored in the membership function section.
【0032】そして、上記サブシステム設定ユニットB
並びに2次サブシステム設定ユニッCトが、本発明に係
るサブシステム設定装置を構成し、一方、下位目的生成
部Aのうち、「グループ分け部1と第1目的変換部
2」、「グループ分け部1,第1目的変換部2並びに第
2目的変換部6」及び「グループ分け部1と第2目的変
換部6(第1目的変換部を設けず、グループ分け部の出
力をそのまま第2目的変換部に接続したもの)」が、そ
れぞれ本発明に係る目的機能を表現するデータの変換装
置を構成している。Then, the subsystem setting unit B
The secondary subsystem setting unit C constitutes a subsystem setting device according to the present invention. On the other hand, among the lower purpose generation units A, "the grouping unit 1 and the first purpose conversion unit 2", "the grouping unit 1" Unit 1, the first purpose conversion unit 2 and the second purpose conversion unit 6 "and" the grouping unit 1 and the second purpose conversion unit 6 (the first purpose conversion unit is not provided, and the output of the grouping unit is directly used for the second purpose conversion unit). Connected to the conversion unit) constitute a data conversion device expressing the target function according to the present invention.
【0033】なお、上記した実施例は、与えられた目的
を達成するシステムを自動的に設計する装置、及び、そ
の装置の各部を構成する各種変換部並びにサブシステム
の構造について説明したもので、実際の空調装置に搭載
するシステムとしては、例えば複数の1次関数で表現さ
れる関数部並びにその関数が表現する特徴領域を特定す
るメンバシップ関数部等で構成される2次サブシステム
を用いることができ、それより上位のサブシステムは設
けなくても良い。また、予め、与えられた目的機能デー
タが3次式を表現し、最終的に求める関数が1次式の組
み合わせであることがわかっている場合には、例えば、
図2に示すブロック構成図のうち、第1目的変換部2並
びにシステム設定部5は、不要となる。The above-described embodiment describes an apparatus for automatically designing a system for achieving a given purpose, and various converters and subsystems constituting each part of the apparatus. As a system mounted on an actual air conditioner, for example, a secondary subsystem including a function part expressed by a plurality of linear functions and a membership function part specifying a characteristic region expressed by the function is used. It is not necessary to provide a higher-order subsystem. If the given target function data expresses a cubic expression in advance, and it is known that the finally obtained function is a combination of linear expressions, for example,
In the block diagram shown in FIG. 2, the first purpose conversion unit 2 and the system setting unit 5 become unnecessary.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上のように、本発明では、3次で与え
られる複雑な入出力特性機能を、より単純な複数の2次
関数により近似して表現することのできるサブシステム
を設定することができる。よって、係るサブシステム
は、システム設計が簡易な機能要素の結合で表現できる
とともに、簡易な目的機能データに基づいて係るシステ
ムを設計すればよいため、機械によるシステムの自動生
成が可能となる。As in the above, according to the present invention, in the present onset bright, given by the third-order
Complex input / output characteristics functions can be converted to simpler multiple secondary
Subsystems that can be approximated by functions
Can be set. Therefore, in such a subsystem, the system design can be represented by a combination of simple functional elements, and the system can be designed based on simple target function data, so that the system can be automatically generated by a machine.
【図1】本発明の処理対象となる上位の目的並びに上位
のシステムを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a high-order object and a high-order system to be processed by the present invention.
【図2】本発明に係る装置の一実施例を示すブロック構
成図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the apparatus according to the present invention.
【図3】図1に示す上位のシステムを1段階だけブレー
クダウンしたサブシステムを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a subsystem in which the higher-level system shown in FIG. 1 is broken down by one stage.
【図4】サブシステム設定ユニットの処理手順を示すフ
ローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of a subsystem setting unit.
【図5】2次サブシステム用の目的機能データを説明す
る図である。FIG. 5 is a diagram illustrating target function data for a secondary subsystem.
【図6】第2目的変換部の処理手順を示すフローチャー
ト図である。FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of a second purpose conversion unit.
【図7】2次サブシステム設定ユニットの処理手順を示
すフローチャート図である。FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing procedure of a secondary subsystem setting unit.
【図8】図3に示すサブシステムをさらに1段階ブレー
クダウンした2次サブシステムを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a secondary subsystem in which the subsystem shown in FIG. 3 is further broken down by one stage.
1 グループ分け部 2 第1目的変換部(変換手段) 3 2次関数作成部(下位システムを設計する手段) 4 正規分布作成部(上位のシステムの適応範囲を算出
する手段) 6 第2目的変換部(変換手段) 7 1次関数作成部(下位システムを設計する手段) 8 正規分布作成部(上位のシステムの適応範囲を算出
する手段) 10a〜d,20a〜 関数部(下位システム) 11a〜d,21a〜 メンバシップ関数部(上位のシ
ステムの適応範囲を特定する手段)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Grouping part 2 1st objective conversion part (conversion means) 3 Quadratic function creation part (means for designing a lower system) 4 Normal distribution creation part (means for calculating the adaptive range of an upper system) 6 2nd objective conversion Unit (conversion means) 7 linear function creation unit (means for designing a lower system) 8 normal distribution creation unit (means for calculating the adaptation range of a higher system) 10a to d, 20a to function unit (lower system) 11a to d, 21a-Membership function part (means for specifying the applicable range of the upper system)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 ゆみ 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 四ツ井 元記 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 前田 匡 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 (56)参考文献 特開 昭53−99843(JP,A) 特開 平3−176783(JP,A) 特開 昭62−249068(JP,A) 特開 平4−65719(JP,A) 特開 昭59−38807(JP,A) 特開 平3−123902(JP,A) 特開 平2−93942(JP,A) 実開 昭64−46863(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 9/44 G06F 17/10 G05B 13/02 G05B 11/36 G06N 7/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yumi Saito 10th Hanazono Todocho, Ukyo-ku, Kyoto, Kyoto Prefecture Inside of Omron Corporation (72) Inventor Motoki 10th Hanazono Todocho, Ukyo-ku, Kyoto, Kyoto In-company (72) Inventor Tadashi Maeda 10 Okado Dodo-cho, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Japan OMRON Corporation (56) References JP-A-53-99843 (JP, A) JP-A-3-176783 (JP, A) JP-A-62-249068 (JP, A) JP-A-4-65719 (JP, A) JP-A-59-38807 (JP, A) JP-A-3-123902 (JP, A) JP-A-2- 93942 (JP, A) Fully open sho 64-6863 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06F 9/44 G06F 17/10 G05B 13/02 G05B 11/36 G06N 7/02
Claims (2)
れている4個の離散的点データである目的機能データを
通る3次関数で表される入出力特性を、より低次の関数
で近似して表現するサブシステムを設定することのでき
るサブシステム設定装置において、 前記目的機能データを最も入力値の小さいデータと2番
目に入力値の小さいデータを1つのグループにまとめ、
3番目に入力値の小さいデータと最も入力値の大きいデ
ータを他の1つのグループにまとめる グループ化手段
と、前記 各グループにおける前記2個の目的機能データを結
ぶ2次関数を作成する関数作成部と、 この関数作成部が作成した関数をサブシステムに設定す
るサブシステムの関数設定手段と、 前記各グループにおける前記2個の目的機能データから
そのグループにおける平均値及び標準偏差を求めて正規
分布を作成する正規分布作成手段と、 この正規分布作成手段が作成した正規分布をメンバシッ
プ関数として前記サブシステムに設定する前記サブシス
テムのメンバシップ関数設定手段と、前記各グループにおいて前記関数設定手段によりサブシ
ステムに設定された2次関数とメンバシップ関数設定手
段によりサブシステムに設定されたメンバシップ関数と
の積を算出する積算手段と、 前記各グループの積算手段での積算結果を加算する加算
手段とを 備えたサブシステム設定装置。1. An apparatus comprising a combination of an input value and an output value.
Target function data, which is four discrete point data
The input / output characteristics represented by the passing cubic function are converted to lower order functions.
Can set subsystems to be approximated by
In the subsystem setting device, the target function data is set to the data having the smallest input value.
Combine data with small input values into one group,
Thirdly, the data with the smallest input value and the data with the largest input value
And grouping means to group over data to the other one group, the a function generating unit configured to generate a quadratic function connecting the two object function data in each group, sub-system functions that this function creating unit creates a function setting unit subsystem to be set in, the from the two objective function data in each group and the normal distribution forming means for forming an average value and a normal distribution with the standard deviation in the group, the normal distribution creating means Means for setting the normal distribution created by the sub-system as a membership function in the subsystem; and setting of the sub-system by the function setting means in each group.
Quadratic function and membership function setting procedure set in the stem
Membership function set to subsystem by step
Summing means for calculating the product of
And a subsystem setting device.
ータの入力値の平均値を前記2次関数に代入して出力値
を求めることにより、前記目的機能データの数を増加さ
せる目的機能データ変換手段を設けたことを特徴とする
請求項1に記載のサブシステム設定装置。 2. The two target function data sets of each group.
The average value of the input values of the data is substituted into the quadratic function and the output value
2. The subsystem setting device according to claim 1 , further comprising target function data conversion means for increasing the number of the target function data by obtaining the target function data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22359992A JP3196346B2 (en) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Subsystem setting device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP22359992A JP3196346B2 (en) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Subsystem setting device |
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| JP7751404B2 (en) * | 2021-06-01 | 2025-10-08 | キヤノン株式会社 | Light-emitting device and control method thereof, display device, photoelectric conversion device, and electronic device |
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- 1992-07-31 JP JP22359992A patent/JP3196346B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0651963A (en) | 1994-02-25 |
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