JPH02226304A - コントローラの群制御システム - Google Patents

コントローラの群制御システム

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JPH02226304A
JPH02226304A JP1045508A JP4550889A JPH02226304A JP H02226304 A JPH02226304 A JP H02226304A JP 1045508 A JP1045508 A JP 1045508A JP 4550889 A JP4550889 A JP 4550889A JP H02226304 A JPH02226304 A JP H02226304A
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Yoshiro Tasaka
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    • G06N7/02Computing arrangements based on specific mathematical models using fuzzy logic
    • G06N7/04Physical realisation
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0265Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion
    • G05B13/0275Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion using fuzzy logic only
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 複数台のファジィ・コントローラを通信線で接線し、制
御対象の状態によって各ファジィ・コントローラのルー
ル、メンバーシップ関数等のパラメータをシステム全体
の制御性能が向上するように適応的に変更することを可
能とした群制御システム。
発明の背景 この発明は、制御対象から得られる1または複数の制御
量を表わす信号を入力し、所定のメンバーシップ関数を
用い所定のルールにしたがってファジィ推論を実行し、
その確定値を制御対象に対する操作量として出力するフ
ァジィ・コントローラが複数台設けられたシステムに関
する。
従来のファジィΦコントローラはスタンドアロン・タイ
プで制御対象に対して1台で制御を行なおうとするもの
であった。このため制御対象を含めた制御系が巨大で複
雑な場合、数台のファジィ・コントローラを用いてそれ
らを連携して制御を行なうということができず、比較的
単純で小規模な制御対象しか扱うことができないという
問題点があった。
発明の概要 この発明は、複数台のファジィφコントローラを相互に
連携させて稼動できるシステムを提供することを目的と
する。
この発明によるファジィ・コントローラの群制御システ
ムは、複数台のファジィ・コントローラと制御装置とか
ら構成され、この制御装置によってファジィ・コントロ
ーラの動作状態を監視し。
−のファジィ・コントローラの動作状態の変化に応じて
他のファジィ・コントローラのパラメータを変化させる
ように制御することを特徴とする。
この発明によると、複数台のファジィ・コントローラを
通信線で結び、それぞれのファジィ・コントローラの入
出力状態、内部演算状態を監視。
判断し、1または複数台のファジィ・コントローラのル
ール、メンバーシップ関数等のパラメータを適応的に変
化させることにより、巨大かつ複雑な制御対象であって
も制御が可能となる。ルール、メンバーシップ関数等の
パラメータの変更については、上位コンピュータが一括
して判断し指示してもよいし、各ファジィ・コントロー
ラが自律的に他のファジィ・コントローラとのデータ交
換をもとに行なってもよい。
実施例の説明 第1図は複数台のファジィ・コントローラの群制御シス
テムの構成例を示している。制御対象20を制御するた
めに複数台のファジィ・コントローラIOが設けられて
いる。各ファジィ・コントローラlOは制御対象で得ら
れた制御量を入力し、その制御量についてのメンバーシ
ップ関数を用い所定のルールにしたがってファジィ推論
を実行し、その推論結果により表わされる操作量を制御
対象20に与える。各ファジィ・コントローラ10に与
えられる制御量は一部重複していてもよいのはいうまで
もない。すなわち、ある種類の制御量が複数台のファジ
ィ・コントローラに入力するようにしてもよい。複数台
のファジィ・コントローラは通信線(通信路)により上
位コンピュータ21と接続されている。通信路に関して
はMAP、イーサネット等の複数台のファジィ・コント
ローラが接続できる方式であれば、どのようなものでも
よい。
第2図は、ファジィ・コントローラlOの構成例を示す
ために1台のコントローラのみを抽出して示すものであ
る。
ファジィ中コントローラ10は、3つのディジタル・ユ
ニット11〜13と多数のアナログ・ユニット14〜1
6とを備えている。ディジタル・ユニット11はCPU
ユニットであり、CPUとROMやRAM等のメモリと
を備えている。このCPUユニット11はアナログ・ユ
ニット14〜16における各種の定数、係数等の設定と
アナログ・ユニット14〜16の動作の監視(モニタ)
とを行なうものである。ディジタル・ユニット12はメ
モリ・ユニットであり、たとえば各種データを記憶する
RAMを備えている。ディジタル・ユニット13は通信
1/Fユニツトであり、ユニット11のCPUが上位の
コンピュータ21と交信するのを可能とする。
アナログ・ユニット14は入出力回路ユニットであり、
制御対象20と他のアナログ・ユニット15゜16との
インターフェイスとして働く。アナログ・ユニット16
は入出力回路ユニット14を介して制御対象20から与
えられる制御量入力に基づいて所定のファジィ推論演算
を行なうファジィ推論演算ユニットである。このファジ
ィ推論演算ユニット16は多数個設けられる。アナログ
・ユニット15は確定値演算ユニットであって、ファジ
ィ推論演算ユニット16から得られるファジィ推論結果
を総合してそれに対応する確定値を決定する(デファジ
ファイ)ものである。この確定値出力は入出力回路ユニ
ット14を経て制御対象20に操作量として与えられる
。これらのアナログφユニット14〜16はアナログ・
バス■8により接続されている。したがって、ファジィ
推論演算ユニット16等を任意に増減することが可能で
ある。
また上記のアナログ・ユニット14〜16はディジタル
・バス19を介して上記のディジタル・ユニット11〜
13と相互に接続されている。これにより。
アナログ・ユニット14〜16の各種定数等がCPUユ
ニット11のCPUによって任意に設定可能であるとと
もに、アナログ・ユニット14〜16の動作の監視が可
能となる。
各ファジィ・コントローラ10のCPUユニット11は
通信I/Fユニット13を介して上位コンピュータ21
および他のファジィ・コントローラと通信することが可
能である。CPUユニット11は、入出力回路ユニット
14から入出力状態を。
ファジィ推論演算ユニット16およびファジィ確定値演
算ユニット15からはファジィ演算状態をそれぞれモニ
タリングし、それぞれの状態をもとにデータを作成して
、上位コンピュータ21または他のファジィ・コントロ
ーラ10に伝送する。各ファジィ・コントローラ10の
CPUユニット11は他のファジィ・コントローラから
得た情報をもとに。
現在のルール、メンバーシップ関数を適応的に変更し、
より制御性能を向上させるように働く。または上位コン
ピュータ21が各ファジィ拳コントローラIOからのデ
ータに基づいて各ファジィ”コントローラ10のルール
、メンバーシップ関数等のパラメータを変更するようそ
のCPUユニット11に指令する。また、複数のファジ
ィ・コントローラを協調的に制御することにより、1台
のファジィ・コントローラがダウンしても他のファジィ
・コントローラがこれを補完するように構成することも
可能である。
このような複数台のファジィ・コントローラの群制御例
は多数あるが、説明のために単純な例として第3図に示
すような構成を考える。
2台のファジィ・コントローラ10が設けられている。
制御対象20のセンサ21からは制御量として入力A、
Bが第1のファジィ・コントローラIO(ファジィ・コ
ントローラ1とする)に与えられ、ファジィ・コントロ
ーラ1の推論結果を表わす出力Xは操作量として制御対
象20のアクチュエータ22に与えられる。制御対象2
0の他のセンサ23からは入力C,Dが第2のファジィ
・コントローラ10(ファジィ・コントローラ2とする
)に与えられ、ファジィ・コントローラ2の出力は他の
アクチュエータ24に与えられる。
これらのファジィ・コントローラ10で用いられるメン
バーシップ関数の一例が第4図に示されている。ここで
Pは正を、Nは負を、Sは小を。
Mは中、Lは大をそれぞれ表わしている。たとえばPL
は正の大きな値を、NSは負の小さな値を表わす。ZR
はほぼ零を表現している。
ファジィ・コントローラ1に設定されたルールかたとえ
ば。
ルールl:  If A−NL、B=ZRthen  
X = Z R ルール2:・・・・・・ であったとする。
またファジィ・コントローラ2のルールが次のようであ
ったとする。
ルール1 :  If  C−PL、D−PMthen
   Y −N S ルール2:・・・・・・ ここで、ファジィ拳コントローラ1の入力Aが非常に大
きいときにはファジィ・コントローラ2のルール1の結
論部はY=NSではなくてZRにしなければならないと
する。そこでファジィ・コントローラ1のCPUユニッ
ト11は入力Aをモニタしており、もしAが非常に大き
な値となったときにはファジィ・コントローラ2に対し
てルール1の結論部をNSからZRに変更するように通
信線を介して要請する。この処理が第5図ステラプ31
.32に示されている。これに応答してファジィ・コン
トローラ2はファジィ・コントローラ1からの要請にし
たがってルール1を変更する(第6図ステップ41.4
2)。
逆に入力Aが非常に小さいときにはファジィ・コントロ
ーラ2のルール1の結論部をY=ZRからY−NSに戻
さなければならないとした場合には、第5図ステップ3
3.34に示すように、ファジィ・コントローラ1のC
PUユニット11は入力Aをモニタし、もし入力Aが非
常に小さな値となったときにはファジィ・コントローラ
2に対してルールの結論部をZRからNSに戻すように
通信線を介して要請する。これに応答してファジィ・コ
ントローラ2はファジィ拳コントローラ1の要請通りに
ルール1の結論部を変更する(第6図ステップ41.4
2)。
上記の処理は上位コンピュータ21の制御の下に行なっ
てもよい。すなわち、上位コンピュータ21はファジィ
・コンピュータ1のCPUユニット11を介してその入
力Aの変化を監視し、入力Aが非常に大きくなったとき
に、ファジィ・コントローラ2のCPUユニット11に
対してルール1の結論部をNSからZHに変更するよう
要請する。
このように通信を介して適応的にルール、メンバーシッ
プ関数等の各パラメータを変更することにより大規模シ
ステムをきめこまかく制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はファジィ・コントローラ群制御システム全体の
構成を示すブロック図、第2図はファジィ・コントロー
ラの構成を示すブロック図である。 第3図は制御例を説明するためのブロック図。 第4図はメンバーシップ関数の例を示すグラフである。 第5図および第6図は制御手順を示すフロー・チャート
である。 21・・・上位コンピュータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  複数台のファジィ・コントローラと制御装置とから構
    成され,この制御装置はファジィ・コントローラの動作
    状態を監視しており,一のファジィ・コントローラの動
    作状態の変化に応じて他のファジィ・コントローラのパ
    ラメータを変化させるように制御することを特徴とする
    ファジィ・コントローラの群制御システム。
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