JPH02132502A - ファジィ制御装置における動作方法および調整装置 - Google Patents
ファジィ制御装置における動作方法および調整装置Info
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- JPH02132502A JPH02132502A JP63260429A JP26042988A JPH02132502A JP H02132502 A JPH02132502 A JP H02132502A JP 63260429 A JP63260429 A JP 63260429A JP 26042988 A JP26042988 A JP 26042988A JP H02132502 A JPH02132502 A JP H02132502A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の要約
ファジィ制御装置において，制御対象であるプロセスの
特性を測定する手段と，それに基づきメンバーシップ関
数の形を実質的に調整する手段とを設けたことにより，
従来のファジィ制御装置に比べて調整が簡単になり，汎
用性も大幅に向上する。
特性を測定する手段と，それに基づきメンバーシップ関
数の形を実質的に調整する手段とを設けたことにより，
従来のファジィ制御装置に比べて調整が簡単になり，汎
用性も大幅に向上する。
発明の背景
技術分野
この発明はファジィ制御装置における動作方法およびそ
の調整装置に関し，特に制御対象から得られる制御量に
基づいて導き出される少なくとも一種類の入力と，制御
対象に与えるべき操作量に関係する出力とのそれぞれに
ついて，複数種類のメンバーシップ関数を設定しておき
，上記入力と設定されたメンバーシップ関数のいくつか
とを用い，あらかじめ定められた制御則にしたがってフ
ァジィ推論演算を行い，上記出力を導出するファジィ制
御装置において，このファジィ制御装置を動作させる方
法および同装置を調整する装置に関する。
の調整装置に関し，特に制御対象から得られる制御量に
基づいて導き出される少なくとも一種類の入力と，制御
対象に与えるべき操作量に関係する出力とのそれぞれに
ついて，複数種類のメンバーシップ関数を設定しておき
，上記入力と設定されたメンバーシップ関数のいくつか
とを用い，あらかじめ定められた制御則にしたがってフ
ァジィ推論演算を行い，上記出力を導出するファジィ制
御装置において，このファジィ制御装置を動作させる方
法および同装置を調整する装置に関する。
従来の技術
ファジィ制御装置は，熟練オペレータの持つ経験や勘を
規則化して使用することにより，従来のｐ Ｉ Ｄ ｉ
ｒＩ１御装置ではうまく制御できないプロセスを制御す
ることを目差している。
規則化して使用することにより，従来のｐ Ｉ Ｄ ｉ
ｒＩ１御装置ではうまく制御できないプロセスを制御す
ることを目差している。
ファジィ制御装置は，ファジィ理論に基づくものである
。ファジィ理論は，人間の高度な思考，定性的な判断方
法を定式化し，これをコンピュータに組み込んで人工知
能，ロボットなどの実現を目差すものである。
。ファジィ理論は，人間の高度な思考，定性的な判断方
法を定式化し，これをコンピュータに組み込んで人工知
能，ロボットなどの実現を目差すものである。
第１図はファジィ制御装置を用いた制御系を示すもので
，ファジィ制御装置１０は制御対象（プロセス）２０か
ら得られる制御ｆｆｉＹと与所の設定値Ｓｖとの偏差ｅ
および偏差の変化率Δｅ（サンプル値制御の場合では，
今回サンプル偏差ｅ と前ｎ 回サンプル偏差ｅ との差）に基づいて操作量ｎ−１ 出力Ｕを算出し，制御対ｇｌ２０に供給する。
，ファジィ制御装置１０は制御対象（プロセス）２０か
ら得られる制御ｆｆｉＹと与所の設定値Ｓｖとの偏差ｅ
および偏差の変化率Δｅ（サンプル値制御の場合では，
今回サンプル偏差ｅ と前ｎ 回サンプル偏差ｅ との差）に基づいて操作量ｎ−１ 出力Ｕを算出し，制御対ｇｌ２０に供給する。
ファジィ制御装置１０は，偏差ｅおよび偏差の変化率Δ
ｅを，各規則においてｐめ定義されている偏差およびそ
の変化率に関するメンバーシップ関数を用いてその規則
への適合度を判断し，その適合度に応じて，同様に各規
則毎に定義されている操作量に関するメンバーシップ関
数に基づいて推論結果を得，これらの推論結果の重心を
計算して操作ごとして出力する機能を有する。
ｅを，各規則においてｐめ定義されている偏差およびそ
の変化率に関するメンバーシップ関数を用いてその規則
への適合度を判断し，その適合度に応じて，同様に各規
則毎に定義されている操作量に関するメンバーシップ関
数に基づいて推論結果を得，これらの推論結果の重心を
計算して操作ごとして出力する機能を有する。
第２図は偏差およびその変化率の組合せの重要なものご
とに作成された規則における操作二の変化分ΔＵを定め
たテーブルを示すものである。ここでＮＬは負の大きな
値，ＮＭは負の中間の値，ＮＳは負の小さな値，ＺＲは
ほとんど零，Ｐｓは正の小さな値，ＰＭは正の中間の値
，ＰＬは正の大きな値をそれぞれ表している。たとえば
， ｅ −ＮＳ， Δｅ−ＰＳ，すなわち，制御量が
目標値より少し低く，少し上昇しつつあるならば，ΔＵ
−ＺＲ，すなわち操作量は変化させない．という具合い
にΔＵを決定する。各規則において偏差ｅ，偏差の変化
率Δｅ，操作量の変化率ΔＵは，あらかじめ定義されて
いるメンバーシップ関数を用いて判断される。
とに作成された規則における操作二の変化分ΔＵを定め
たテーブルを示すものである。ここでＮＬは負の大きな
値，ＮＭは負の中間の値，ＮＳは負の小さな値，ＺＲは
ほとんど零，Ｐｓは正の小さな値，ＰＭは正の中間の値
，ＰＬは正の大きな値をそれぞれ表している。たとえば
， ｅ −ＮＳ， Δｅ−ＰＳ，すなわち，制御量が
目標値より少し低く，少し上昇しつつあるならば，ΔＵ
−ＺＲ，すなわち操作量は変化させない．という具合い
にΔＵを決定する。各規則において偏差ｅ，偏差の変化
率Δｅ，操作量の変化率ΔＵは，あらかじめ定義されて
いるメンバーシップ関数を用いて判断される。
第３図は，偏差ｅに関するメンバーシップ関数の例を示
すものであり，（Ａ）はＰＭ，ＰＳ，ＺＲ，ＮＳ，ＮＭ
に共通の形を示し，メンバーシップ関数は中心値αを中
心とする二等辺三角形で，底辺の長さはで，項点の高さ
（グレード）は１である。ＰＭ，ＰＳ・・・等に応じて
中心αの位置が異なる。（Ｂ）はＰＬの場合であり，ｅ
＜ Ｋ ｔの領域では（Ａ）と同型になり，ｅ≧Ｋ１
ではグレドは１となる。（Ｃ）はＮＬの場合であり，ｅ
＞一Ｋ の領域では（Ａ）と同型になり，ｅ≦一Ｋ１で
はグレードは１となる。
すものであり，（Ａ）はＰＭ，ＰＳ，ＺＲ，ＮＳ，ＮＭ
に共通の形を示し，メンバーシップ関数は中心値αを中
心とする二等辺三角形で，底辺の長さはで，項点の高さ
（グレード）は１である。ＰＭ，ＰＳ・・・等に応じて
中心αの位置が異なる。（Ｂ）はＰＬの場合であり，ｅ
＜ Ｋ ｔの領域では（Ａ）と同型になり，ｅ≧Ｋ１
ではグレドは１となる。（Ｃ）はＮＬの場合であり，ｅ
＞一Ｋ の領域では（Ａ）と同型になり，ｅ≦一Ｋ１で
はグレードは１となる。
偏差の変化率Δｅ，操作量の変化率ΔＵに関するメンバ
ーシップ関数も第３図に示した偏差ｅのメンバーシップ
関数と同型であるが，α，１，Ｋ１等のパラメータが異
なる。もつともメンバーシップ関数は二等辺三角形のみ
ならず任意の形（たとえば正規分布の形）とすることが
できる。
ーシップ関数も第３図に示した偏差ｅのメンバーシップ
関数と同型であるが，α，１，Ｋ１等のパラメータが異
なる。もつともメンバーシップ関数は二等辺三角形のみ
ならず任意の形（たとえば正規分布の形）とすることが
できる。
第４図（Ａ）， （Ｂ）． （Ｃ）は．ｅ，Δｅ．ΔＵ
のそれぞれに対するメンバーシップ関数を示すものであ
り，たとえば制御対象の温度制御を行う場合には単位は
それぞれｅ（’Ｃ），Δｅ （ ’Ｃ ／ ｓｅｅ），
ΔＵ（％）である。Ｋ，Ｋ，Ｋ３はそれぞれメンバーシ
ップ関数ＮＬ，ＰＬの位置を定める調整パラメータで，
紅験的に適当な値にチューニングされる。
のそれぞれに対するメンバーシップ関数を示すものであ
り，たとえば制御対象の温度制御を行う場合には単位は
それぞれｅ（’Ｃ），Δｅ （ ’Ｃ ／ ｓｅｅ），
ΔＵ（％）である。Ｋ，Ｋ，Ｋ３はそれぞれメンバーシ
ップ関数ＮＬ，ＰＬの位置を定める調整パラメータで，
紅験的に適当な値にチューニングされる。
次に第５図および第６図を参照してファジィ推論の手順
について説明する。
について説明する。
第５図は規則１ｆ’ｅ−ＮＳ， Δｅ − Ｐ Ｓ，
ｔｈｅｎΔＵ−ＺＲに関するる処理手順を示している
。
ｔｈｅｎΔＵ−ＺＲに関するる処理手順を示している
。
測定された偏差ｅのメンバーシップ関数ＮＳに対する適
合度を求め，これをａ１とする（第５図（Ａ））。同じ
ように測定された偏差の変化率Δｅのメンバーシップ関
数ＰＳに対する適合度を求め，これをａ２とする（第５
図（Ｂ））。これらの適合度ａ ｔ ， ａ ２を比
較し，小さい方ａ２をこの規則の適合度として採用する
。そして，操作量の変化率ΔＵのメンバーシップ関数Ｚ
Ｒをａ２の高さで切断した台形部分をＷ１とする。この
ような適合度の演算と演算された適合度を用いたΔＵに
対する操作を全規則について実行し，各規則における台
形部分Ｗ２〜Ｗｎ （ｎは規則の数）を求める。
合度を求め，これをａ１とする（第５図（Ａ））。同じ
ように測定された偏差の変化率Δｅのメンバーシップ関
数ＰＳに対する適合度を求め，これをａ２とする（第５
図（Ｂ））。これらの適合度ａ ｔ ， ａ ２を比
較し，小さい方ａ２をこの規則の適合度として採用する
。そして，操作量の変化率ΔＵのメンバーシップ関数Ｚ
Ｒをａ２の高さで切断した台形部分をＷ１とする。この
ような適合度の演算と演算された適合度を用いたΔＵに
対する操作を全規則について実行し，各規則における台
形部分Ｗ２〜Ｗｎ （ｎは規則の数）を求める。
このように求められた各規則におけるＷｌ〜Ｗ を第６
図のように重ね合せ，その重心位置をｎ 求め，これを操作量の変化率ΔＵとして決定する。そし
て，前回の操作量にこの変化率ΔＵを加算して，今回の
操作ｆｆｉＵを決定し，出力する。
図のように重ね合せ，その重心位置をｎ 求め，これを操作量の変化率ΔＵとして決定する。そし
て，前回の操作量にこの変化率ΔＵを加算して，今回の
操作ｆｆｉＵを決定し，出力する。
問題点
以上の構成の従来のファジィ制御装置では，第４図（Ａ
）， （Ｂ）， （Ｃ）に示すメンバーシップ関数のチ
ューニング・パラメータＫ，Ｋ２，Ｋ３を，■ 対象とするプロセスに応じて調整しなければならない。
）， （Ｂ）， （Ｃ）に示すメンバーシップ関数のチ
ューニング・パラメータＫ，Ｋ２，Ｋ３を，■ 対象とするプロセスに応じて調整しなければならない。
この調整は熟練したオペレータが経験に基づいて行わな
ければならない。また，不適当な値に設定された場合は
制御性能が劣化する。
ければならない。また，不適当な値に設定された場合は
制御性能が劣化する。
プロセスを立ち上げる場合について考えると，制御量が
目標値よりずっと低い初期段階においては操作ｍを大き
くしておき，制御量が目標値にある程度近づいたら操作
量を減少させていって制御量と目標値が一致したとき操
作量もある一定値で安定するという過程をたどる。
目標値よりずっと低い初期段階においては操作ｍを大き
くしておき，制御量が目標値にある程度近づいたら操作
量を減少させていって制御量と目標値が一致したとき操
作量もある一定値で安定するという過程をたどる。
応答の速いプロセスについては，操作企をかなり早くか
ら減少させはじめなければならない。制御量が目標値に
近づいても操作量が最大値をもったままであると，その
後急激に操作量を減少させたとしても，オーバーシュー
トが発生する。そのためチューニング・パラメータＫ
，Ｋ を太きくして，ＮＬ，ＰＬ等と判断される範
囲を，目標値から遠ざけなければならない。もしＫ，Ｋ
，，■ を小さくとると，（応答の速いプロセスではｅ，Δｅは
操作量の変化幅に対して大きく変動するので），偏差ｅ
の値はＮＬ以下とＰＬ以上の間を振動することになり，
メンバーシップ関数の中心付近の規則はほとんど使用さ
れず，オーバーシュートの発生，ハンチングといった現
象がおこる。
ら減少させはじめなければならない。制御量が目標値に
近づいても操作量が最大値をもったままであると，その
後急激に操作量を減少させたとしても，オーバーシュー
トが発生する。そのためチューニング・パラメータＫ
，Ｋ を太きくして，ＮＬ，ＰＬ等と判断される範
囲を，目標値から遠ざけなければならない。もしＫ，Ｋ
，，■ を小さくとると，（応答の速いプロセスではｅ，Δｅは
操作量の変化幅に対して大きく変動するので），偏差ｅ
の値はＮＬ以下とＰＬ以上の間を振動することになり，
メンバーシップ関数の中心付近の規則はほとんど使用さ
れず，オーバーシュートの発生，ハンチングといった現
象がおこる。
応答の遅いプロセスについては．逆に，操作量を目標値
近くまで最大値に保つ必要がある。もし，早くから操作
量を減少させると，立ち上りが非常に遅くなる。そのた
め，チューニング・パラメータＫ，Ｋ２を小さくして制
御量が目標値に■ 近づくまでＮＬ，ＰＬ等と判断されるようにしなければ
ならない。もしＫ ，Ｋ を大きくとると，メンバ
ーシップ関数の両端の規則がほとんど使用されず，即応
性がそこなわれ，偏差がいっまでもなくならない，とい
う現象が起こる。
近くまで最大値に保つ必要がある。もし，早くから操作
量を減少させると，立ち上りが非常に遅くなる。そのた
め，チューニング・パラメータＫ，Ｋ２を小さくして制
御量が目標値に■ 近づくまでＮＬ，ＰＬ等と判断されるようにしなければ
ならない。もしＫ ，Ｋ を大きくとると，メンバ
ーシップ関数の両端の規則がほとんど使用されず，即応
性がそこなわれ，偏差がいっまでもなくならない，とい
う現象が起こる。
さらに，定常ゲイン（操作量を１％変化させたときに制
御量がどれだけ変化するかを表わすパラメータ）の大き
いプロセスと小さいプロセスを制御する場合について考
える。
御量がどれだけ変化するかを表わすパラメータ）の大き
いプロセスと小さいプロセスを制御する場合について考
える。
今，両方のプロセスの目標値を同じ値だけ変更したとす
ると，定常ゲインの大きいプロセスの場合は操作量の変
化は少なくてすむ。したがって，パラメータＫ３の値も
小さくてよい。もし，パラメータＫ３の値が大きく設定
されていたとすると，操作量は大きく変化してしまい，
オーバーシュートの発生，ハンチングといった現象が起
きる。
ると，定常ゲインの大きいプロセスの場合は操作量の変
化は少なくてすむ。したがって，パラメータＫ３の値も
小さくてよい。もし，パラメータＫ３の値が大きく設定
されていたとすると，操作量は大きく変化してしまい，
オーバーシュートの発生，ハンチングといった現象が起
きる。
他方，定常ゲインの小さいプロセスの場合は操作量は大
きく変化させなければならない。したがって，パラメー
タＫ３の値も大きくする必要がある。もし，パラメータ
Ｋ３の値が小さく設定されていたとすると，操作量は少
ししか変化せず，即応性が損われ，偏差がいつまでもな
くならないといった現象が起きる。
きく変化させなければならない。したがって，パラメー
タＫ３の値も大きくする必要がある。もし，パラメータ
Ｋ３の値が小さく設定されていたとすると，操作量は少
ししか変化せず，即応性が損われ，偏差がいつまでもな
くならないといった現象が起きる。
このように，パラメータＫ ，Ｋ ，Ｋ の設定
は非常に重要であるが，従来ではオペレータの経験にた
よるしかなく，使いやすさ，汎用性に乏しいという問題
があった。
は非常に重要であるが，従来ではオペレータの経験にた
よるしかなく，使いやすさ，汎用性に乏しいという問題
があった。
発明の概要
発明の目的
この発明は」二述したチューニング・パラメータＫ
，Ｋ ，Ｋ 等の調整を含めて，最適なメンバーシ
ップ関数を自動的に設定してファジィ制御装置を動作さ
せる方法およびファジィ制御装置における調整装置を提
供するものである。
，Ｋ ，Ｋ 等の調整を含めて，最適なメンバーシ
ップ関数を自動的に設定してファジィ制御装置を動作さ
せる方法およびファジィ制御装置における調整装置を提
供するものである。
発明の構成および効果
この発明によるファジィ制御装置における動作方法は，
制御対象から得られる制御量に基づいて導き出される少
なくとも一種類の入力と，制御対象に与えるべき操作量
に関係する出力とのそれぞれについて，複数種類のメン
バーシップ関数を設定しておき，上記入力と設定された
メンバーシップ関数のいくつかとを用い，あらかじめ定
められた制御則にしたがってファジィ推論演算を行い，
上記出力を導出するファジィ制御装置において，制御対
象を制御したときに得られる上記制御量と操作量に基づ
いて制御対象の所定の特性データを得，この特性データ
に応じて，上記入力または出力の少なくとも一方の少な
くとも１つのメンバーシップ関数を実質的に修正するこ
とを特徴とする。
制御対象から得られる制御量に基づいて導き出される少
なくとも一種類の入力と，制御対象に与えるべき操作量
に関係する出力とのそれぞれについて，複数種類のメン
バーシップ関数を設定しておき，上記入力と設定された
メンバーシップ関数のいくつかとを用い，あらかじめ定
められた制御則にしたがってファジィ推論演算を行い，
上記出力を導出するファジィ制御装置において，制御対
象を制御したときに得られる上記制御量と操作量に基づ
いて制御対象の所定の特性データを得，この特性データ
に応じて，上記入力または出力の少なくとも一方の少な
くとも１つのメンバーシップ関数を実質的に修正するこ
とを特徴とする。
この発明によるファジィ制御装置における調整装置は，
制御対象から得られる制御訃に基づいて導き出される少
なくとも一種類の入力と，制御対象に与えるべき操作量
に関係する出力とのそれぞれについて，複数種類のメン
バーシップ関数を設定しておき，上記入力と設定された
メンバーシップ関数のいくつかとを用い，あらかじめ定
められた制御則にしたがってファジィ推論演算を行い，
上記出力を導出するファジィ制御装置において，制御対
象を制御したときに得られる上記制御量と操作量に基づ
いて制御対象の所定の特定データを作成して制御対象を
同定する手段，および上記特定データに応じて，上記入
力または出力の少なくとも一方の少なくとも１つのメン
バーシップ関数を実質的に調整する手段を備えているこ
とを特徴とする。
制御対象から得られる制御訃に基づいて導き出される少
なくとも一種類の入力と，制御対象に与えるべき操作量
に関係する出力とのそれぞれについて，複数種類のメン
バーシップ関数を設定しておき，上記入力と設定された
メンバーシップ関数のいくつかとを用い，あらかじめ定
められた制御則にしたがってファジィ推論演算を行い，
上記出力を導出するファジィ制御装置において，制御対
象を制御したときに得られる上記制御量と操作量に基づ
いて制御対象の所定の特定データを作成して制御対象を
同定する手段，および上記特定データに応じて，上記入
力または出力の少なくとも一方の少なくとも１つのメン
バーシップ関数を実質的に調整する手段を備えているこ
とを特徴とする。
この発明によると，制御対象を同定する特性データが測
定され，この特性データに基づいて上記チューニング・
パラメータの調整を含むメンバーシップ関数の実質的な
調整ないしは修正が自動的に行われる。したがって，１
ｍ整時におけるオペレータの負担が軽減されるとともに
，種々の制御対象に容品に対応できるので汎用性に富む
ものとなる。
定され，この特性データに基づいて上記チューニング・
パラメータの調整を含むメンバーシップ関数の実質的な
調整ないしは修正が自動的に行われる。したがって，１
ｍ整時におけるオペレータの負担が軽減されるとともに
，種々の制御対象に容品に対応できるので汎用性に富む
ものとなる。
実施例の説明
第７図はこの発明の実施例を示すものである。
ファジィ制御装置１０にはファジィ推論部１１に加えて
システム同定部１２が設けられている。ファジィ推論部
１ｌは，第２図に示すような規則にしたがうメンバーシ
ップ関数が設定され，偏差ｅおよびその変化率Δｅを入
力として，上記規則にしたがうファジィ推論を行って確
定した操作量出力Ｕを発生するものである。システム同
定部１２には，制御対象の制御ｆｆｉＹとファジィ推論
部ｌ１の出力操作ｆｆｌＵとが与えられ，メンバーシッ
プ関数の形を修正ないし調整する出力．この実施例では
チューニング・パラメータＫ ，Ｋ ，Ｋ を作
成してファジィ推論部１１に与えるものである。
システム同定部１２が設けられている。ファジィ推論部
１ｌは，第２図に示すような規則にしたがうメンバーシ
ップ関数が設定され，偏差ｅおよびその変化率Δｅを入
力として，上記規則にしたがうファジィ推論を行って確
定した操作量出力Ｕを発生するものである。システム同
定部１２には，制御対象の制御ｆｆｉＹとファジィ推論
部ｌ１の出力操作ｆｆｌＵとが与えられ，メンバーシッ
プ関数の形を修正ないし調整する出力．この実施例では
チューニング・パラメータＫ ，Ｋ ，Ｋ を作
成してファジィ推論部１１に与えるものである。
システム同定部ｌ２の機能を，チューニング・パラメー
タＫ，Ｋ，Ｋ３を決定する例について次に説明する。
タＫ，Ｋ，Ｋ３を決定する例について次に説明する。
システム同定部ｌ２は，操作ｊｌＵと制御量Ｙとを観ｉ
（ＩＩＩ Ｌ ，そこからステップ応答法によりプロセ
スの特性，すなわち，最大傾きＲと，むだ時間Ｌと，定
常ゲインＫとを測定する。
（ＩＩＩ Ｌ ，そこからステップ応答法によりプロセ
スの特性，すなわち，最大傾きＲと，むだ時間Ｌと，定
常ゲインＫとを測定する。
チューニング・パラメータＫ ，Ｋ ，Ｋ はこ
れらの測定値を用いて以下の式により定められる。
れらの測定値を用いて以下の式により定められる。
Ｋ −Ｃ −Ｒ−Ｌ
Ｋ −Ｃ −Ｒ
Ｋ−Ｃ拳Ｋ
ここで，ｃ，ｃ２，
■
変化しない定数であり，
・・・（１）
・・・（２）
・・・（３）
Ｃ３はプロセスによって
たとえば
ＣＩ−１００
Ｃ２霧 ｌ
Ｃ３−ｌＩ ｌ
に設定される。
第（１）式，すなわち偏差ｅのメンバーシップ関数の幅
については，ＰＩＤ制御の「比例帯」に相当すると考え
られるので，「比例帯」の設計方法の応用である。最大
傾きＲとむだ時間Ｌを使用する方法は，ＰＩＤ定数の設
計方法であるジーグラ・ニコルス法，ＣＨＲ法等で実績
がある。
については，ＰＩＤ制御の「比例帯」に相当すると考え
られるので，「比例帯」の設計方法の応用である。最大
傾きＲとむだ時間Ｌを使用する方法は，ＰＩＤ定数の設
計方法であるジーグラ・ニコルス法，ＣＨＲ法等で実績
がある。
第（２）式，すなわち偏差の変化率Δｅについては，こ
のΔｅの最大値を表すものが最大傾きＲであることから
，Ｒを用いている。
のΔｅの最大値を表すものが最大傾きＲであることから
，Ｒを用いている。
以上のようにしてパラメータＫ ，Ｋ ，Ｋが決定
されると，ファジィ推論部１ｌに設定されている偏差ｅ
およびその変化率Δｅならびに操作量の変化率ΔＵに関
するすべてのメンバーシップ関数が決定されたＫ ．
Ｋ ，Ｋ に応じて修正される。パラメータＫ
，Ｋ ，Ｋ は横軸（ファジイ変数）の幅を表すか
ら，これらのＫ ，Ｋ ，ｌ２ Ｋ３に応じて各メンバーシップ関数のピーク位置（ただ
し関数ＺＲのピーク位置は不変である）および傾きが，
あたかも横軸を伸縮するように，変化させられる。メン
バーシップ関数はファジィ制御装置のタイプに応じて種
々の形態で具現化される。たとえばファジィ制御装置が
プログラムされたまたは専用の２値もしくは多値のディ
ジタル・コンピュータまたはコントローラにより実現さ
れている場合には，メンバーシップ関数はその各関数値
がメモリに格納されるかまたは関数自体が演算式の形で
格納されている。このような場合にはメンバーシップ関
数の修正は関数値のメモリ位置の変更または演算式の変
更の形態で実行される。
されると，ファジィ推論部１ｌに設定されている偏差ｅ
およびその変化率Δｅならびに操作量の変化率ΔＵに関
するすべてのメンバーシップ関数が決定されたＫ ．
Ｋ ，Ｋ に応じて修正される。パラメータＫ
，Ｋ ，Ｋ は横軸（ファジイ変数）の幅を表すか
ら，これらのＫ ，Ｋ ，ｌ２ Ｋ３に応じて各メンバーシップ関数のピーク位置（ただ
し関数ＺＲのピーク位置は不変である）および傾きが，
あたかも横軸を伸縮するように，変化させられる。メン
バーシップ関数はファジィ制御装置のタイプに応じて種
々の形態で具現化される。たとえばファジィ制御装置が
プログラムされたまたは専用の２値もしくは多値のディ
ジタル・コンピュータまたはコントローラにより実現さ
れている場合には，メンバーシップ関数はその各関数値
がメモリに格納されるかまたは関数自体が演算式の形で
格納されている。このような場合にはメンバーシップ関
数の修正は関数値のメモリ位置の変更または演算式の変
更の形態で実行される。
ファジィ制御装置が多値タイプまたはアナログ・タイプ
の電子回路で実現される場合には，そこに内蔵されたメ
ンバーシップ関数回路の定数を変えることによりメンバ
ーシップ関数の修正が行われよう。もっとも上記実施例
のようにパラメータＫ，Ｋ，Ｋ３を変更することは入力
ｅおよびｌ２ Δｅ，ならびに出力ΔＵの相対的な大きさを変えること
と等価であるから，これらの人，出力の値を圧縮または
拡張することによっても実現できる。メンバーシップ関
数を実質的に調整ないしは修正するとは，このように入
力を圧縮または拡張すること，すなわちその座標変換処
理も含むものである。
の電子回路で実現される場合には，そこに内蔵されたメ
ンバーシップ関数回路の定数を変えることによりメンバ
ーシップ関数の修正が行われよう。もっとも上記実施例
のようにパラメータＫ，Ｋ，Ｋ３を変更することは入力
ｅおよびｌ２ Δｅ，ならびに出力ΔＵの相対的な大きさを変えること
と等価であるから，これらの人，出力の値を圧縮または
拡張することによっても実現できる。メンバーシップ関
数を実質的に調整ないしは修正するとは，このように入
力を圧縮または拡張すること，すなわちその座標変換処
理も含むものである。
第８図はファジィ制御装置１０の動作の流れを示すしの
である。この図を参照して同装置の動作について簡単に
説明しておく。
である。この図を参照して同装置の動作について簡単に
説明しておく。
動作開始時．ユーザは目標値を設定するとともに，チュ
ーニングを実行するかどうかを遠択する（ステップ３１
）。初回立ち上げ時は，ブロセスの特性が不明なので，
パラメータＫ，Ｋ２，ｌ Ｋ３は平均的な値に設定されている。このため，チュー
ニングを行う必要がある。前回のチニーニングによりパ
ラメータＫ，Ｋ２，Ｋ３がすでにｌ 適切な値に設定されている場合にはチューニングの必要
はない。
ーニングを実行するかどうかを遠択する（ステップ３１
）。初回立ち上げ時は，ブロセスの特性が不明なので，
パラメータＫ，Ｋ２，ｌ Ｋ３は平均的な値に設定されている。このため，チュー
ニングを行う必要がある。前回のチニーニングによりパ
ラメータＫ，Ｋ２，Ｋ３がすでにｌ 適切な値に設定されている場合にはチューニングの必要
はない。
チューニング実行が選択されている場合（ステップ３２
でＹＥＳ） ， システム同定部１２は上述のように
ステップ応答法により操作ｒ：ＬＵと制御ｆｆｌＹを観
測し，同定を行う（ステップ３３） このシステム同
定中はΔＵ−０，Ｕは一定値（たとえば１００％）に保
持される（ステップ３８）。
でＹＥＳ） ， システム同定部１２は上述のように
ステップ応答法により操作ｒ：ＬＵと制御ｆｆｌＹを観
測し，同定を行う（ステップ３３） このシステム同
定中はΔＵ−０，Ｕは一定値（たとえば１００％）に保
持される（ステップ３８）。
チューニング実行が選択されていない場合（ステップ３
２でＮｏ） ．ファジィ推論部１１は，偏差ｅおよびそ
の変化率Δｅを観７Ｉｌｌ１シ，従来技術の項で説明し
たものと同様の推論演算を行い，操作量の変化率ΔＵを
決定し．それを前回の操作ｍ Ｕに加えて今回の操作ｆ
ｆｌ，Ｕを決定する（ステップ３６，３７）。
２でＮｏ） ．ファジィ推論部１１は，偏差ｅおよびそ
の変化率Δｅを観７Ｉｌｌ１シ，従来技術の項で説明し
たものと同様の推論演算を行い，操作量の変化率ΔＵを
決定し．それを前回の操作ｍ Ｕに加えて今回の操作ｆ
ｆｌ，Ｕを決定する（ステップ３６，３７）。
たとえば，立ち上げ時は，Δｅ−ＺＲ，ｅは負であるか
ら第２図のテーブルのｅ−．ＮＬ，ＮＭまたはＮＳ，Δ
ｅ−ＺＲの規則により，操作ｍＵは増加する。そして，
制御ｍが目標値に近づくにしたがって，ｅ−ＮＭまたは
ＮＳ，Δｅ − Ｐ ＭまたはＰＬ等の規則へ移行し，
操作ｆｆｉＵは減少しはじめ，制御滑が目標値と一致す
ると，ｅ−ＺＲ，ΔｅｗＺＲの規則により操作ｆｆｔＵ
は変化せず整定する。
ら第２図のテーブルのｅ−．ＮＬ，ＮＭまたはＮＳ，Δ
ｅ−ＺＲの規則により，操作ｍＵは増加する。そして，
制御ｍが目標値に近づくにしたがって，ｅ−ＮＭまたは
ＮＳ，Δｅ − Ｐ ＭまたはＰＬ等の規則へ移行し，
操作ｆｆｉＵは減少しはじめ，制御滑が目標値と一致す
ると，ｅ−ＺＲ，ΔｅｗＺＲの規則により操作ｆｆｔＵ
は変化せず整定する。
ステップ３２． ３６． ３７またはステップ３２，
３３，３４． ３８の処理が繰返し行われる。同定が終
了する（Ｒ，Ｌ，Ｋが決定する）とこれに基づいてパラ
メータＫ，Ｋ，Ｋ３を変更し，チューニングを停止する
（ステップ３５）。
３３，３４． ３８の処理が繰返し行われる。同定が終
了する（Ｒ，Ｌ，Ｋが決定する）とこれに基づいてパラ
メータＫ，Ｋ，Ｋ３を変更し，チューニングを停止する
（ステップ３５）。
以上の動作により７パラメータＫ，Ｋ２，ｌ
Ｋ３が適切な値に設定された以後は，各システムに対し
て最適な制御が実行できる。
て最適な制御が実行できる。
−Ｉ一記実施例では，システム同定においてステ・ノブ
応答法が用いられているが同定法はこの方法に限らず，
他の方法，たとえばリミット・サイクル法や最小２乗法
等を用いても同じように行うことができる。
応答法が用いられているが同定法はこの方法に限らず，
他の方法，たとえばリミット・サイクル法や最小２乗法
等を用いても同じように行うことができる。
また，パラメータＫ ，Ｋ２の決定式もＲとＬを使用
するものに限られることなく，同定された他の値、たと
えば時定数や定常ゲインに基づいて決定することも可能
である。
するものに限られることなく，同定された他の値、たと
えば時定数や定常ゲインに基づいて決定することも可能
である。
さらにパラメータＫ３の決定もゲインＫを使用するもの
に限られることなく，同定された他の値，たとえば最大
傾きやむだ時間，時定数等に基づいて決定することがで
きる。
に限られることなく，同定された他の値，たとえば最大
傾きやむだ時間，時定数等に基づいて決定することがで
きる。
第１図はファジィ制御系の概念を示すブロック図である
。 第２図はファジィ制御のための規則（ルール）の一例を
示すものである。 第３図（Ａ）， （Ｂ）， （Ｃ）はメンバーシップ関
数の形を示すものである。 第４図（Ａ）． （Ｂ）， （ｃ）は偏差ｅ，その変化
率Δｅおよび操作量の変化率ΔＵのメンバーシップ関数
を示すものである。 第５図および第６図は推論過程を示し，第５図（Ａ）．
（Ｂ）． （Ｃ）は入力の規則への適合度を推論する
過程を，第６図は確定出力を得る過程をそれぞれ示して
いる。 第７図はこの発明の実施例を示すブロソク図である。 第８図はこの発明の実施例の動作の流れを示すフロー・
チャートである。 １０・・・ファジィ制御装置， ｌ１・・・ファジィ推論部， ｌ２・・・システム同定部， ２０・・・制御対象。 以 上 第３図 （Ａ） （Ｂｌ （Ｃ）
。 第２図はファジィ制御のための規則（ルール）の一例を
示すものである。 第３図（Ａ）， （Ｂ）， （Ｃ）はメンバーシップ関
数の形を示すものである。 第４図（Ａ）． （Ｂ）， （ｃ）は偏差ｅ，その変化
率Δｅおよび操作量の変化率ΔＵのメンバーシップ関数
を示すものである。 第５図および第６図は推論過程を示し，第５図（Ａ）．
（Ｂ）． （Ｃ）は入力の規則への適合度を推論する
過程を，第６図は確定出力を得る過程をそれぞれ示して
いる。 第７図はこの発明の実施例を示すブロソク図である。 第８図はこの発明の実施例の動作の流れを示すフロー・
チャートである。 １０・・・ファジィ制御装置， ｌ１・・・ファジィ推論部， ｌ２・・・システム同定部， ２０・・・制御対象。 以 上 第３図 （Ａ） （Ｂｌ （Ｃ）
Claims (2)
- （１）制御対象から得られる制御量に基づいて導き出さ
れる少なくとも一種類の入力と、制御対象に与えるべき
操作量に関係する出力とのそれぞれについて、複数種類
のメンバーシップ関数を設定しておき、上記入力と設定
されたメンバーシップ関数のいくつかとを用い、あらか
じめ定められた制御則にしたがってファジィ推論演算を
行い、上記出力を導出するファジィ制御装置において、
制御対象を制御したときに得られる上記制御量と操作量
に基づいて制御対象の所定の特性データを得、 この特性データに応じて、上記入力または出力の少なく
とも一方の少なくとも１つのメンバーシップ関数を実質
的に修正する、 ファジィ制御装置における動作方法。 - （２）制御対象から得られる制御量に基づいて導き出さ
れる少なくとも一種類の入力と、制御対象に与えるべき
操作量に関係する出力とのそれぞれについて、複数種類
のメンバーシップ関数を設定しておき、上記入力と設定
されたメンバーシップ関数のいくつかとを用い、あらか
じめ定められた制御則にしたがってファジィ推論演算を
行い、上記出力を導出するファジィ制御装置において、
制御対象を制御したときに得られる上記制御量と操作量
に基づいて制御対象の所定の特性データを作成して制御
対象を同定する手段、および上記特性データに応じて、
上記入力または出力の少なくとも一方の少なくとも１つ
のメンバーシップ関数を実質的に調整する手段、 を備えたファジィ制御装置における調整装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260429A JPH02132502A (ja) | 1988-07-28 | 1988-10-18 | ファジィ制御装置における動作方法および調整装置 |
| US07/613,698 US5241651A (en) | 1988-07-28 | 1989-07-12 | Operating method and adjusting device in fuzzy control apparatus |
| AU38749/89A AU3874989A (en) | 1988-07-28 | 1989-07-12 | Method of operating a fuzzy controller and an adjusting therefor |
| PCT/JP1989/000701 WO1990001183A1 (fr) | 1988-07-28 | 1989-07-12 | Procede d'utilisation d'une unite de commande a ensembles flous et dispositif de reglage |
| KR1019900700640A KR930011718B1 (ko) | 1988-07-28 | 1989-07-12 | 퍼지추론 연산에 의한 퍼지 제어방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18678388 | 1988-07-28 | ||
| JP63-186783 | 1988-07-28 | ||
| JP63260429A JPH02132502A (ja) | 1988-07-28 | 1988-10-18 | ファジィ制御装置における動作方法および調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02132502A true JPH02132502A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=26503972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63260429A Pending JPH02132502A (ja) | 1988-07-28 | 1988-10-18 | ファジィ制御装置における動作方法および調整装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5241651A (ja) |
| JP (1) | JPH02132502A (ja) |
| KR (1) | KR930011718B1 (ja) |
| AU (1) | AU3874989A (ja) |
| WO (1) | WO1990001183A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5259063A (en) * | 1991-09-18 | 1993-11-02 | The United States Of America As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration | Reconfigurable fuzzy cell |
| US6267509B1 (en) | 1998-07-03 | 2001-07-31 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Wheel bearing device |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2543242B2 (ja) * | 1990-09-03 | 1996-10-16 | 松下電器産業株式会社 | ファジィ推論装置 |
| ATE163777T1 (de) * | 1990-10-10 | 1998-03-15 | Honeywell Inc | Identifizierung eines prozesssystems |
| JPH04335432A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-24 | Omron Corp | メンバーシップ関数データ作成方法および装置ならびに適合度演算方法および装置 |
| JP3076399B2 (ja) * | 1991-06-12 | 2000-08-14 | 松下電器産業株式会社 | ファジィ推論ルールの自動生成装置 |
| IL107409A (en) * | 1992-10-30 | 1999-03-12 | Gen Electric | Electronic control system for devices with programmable parameters containing vague logic control that can be programmed and reconfigured |
| JPH06187160A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-07-08 | Ricoh Co Ltd | メンバーシップ関数のチューニング装置 |
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| JP2654354B2 (ja) * | 1994-09-27 | 1997-09-17 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | モータの速度制御装置及びモータの速度制御方法 |
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| DE19516627A1 (de) * | 1995-05-05 | 1996-11-07 | Ranco Inc | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Prozesses |
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| US6633783B1 (en) | 2000-06-06 | 2003-10-14 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuzzy logic based control |
| KR101580097B1 (ko) * | 2014-04-15 | 2015-12-29 | 충북대학교 산학협력단 | 유압브레이커의 고장진단 시스템 및 방법 |
Citations (1)
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-
1988
- 1988-10-18 JP JP63260429A patent/JPH02132502A/ja active Pending
-
1989
- 1989-07-12 KR KR1019900700640A patent/KR930011718B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-12 AU AU38749/89A patent/AU3874989A/en not_active Abandoned
- 1989-07-12 US US07/613,698 patent/US5241651A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-12 WO PCT/JP1989/000701 patent/WO1990001183A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900702428A (ko) | 1990-12-07 |
| WO1990001183A1 (fr) | 1990-02-08 |
| AU3874989A (en) | 1990-02-19 |
| US5241651A (en) | 1993-08-31 |
| KR930011718B1 (ko) | 1993-12-18 |
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