JPH0424740A - Learning method for prewired neuro of rule part - Google Patents
Learning method for prewired neuro of rule partInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[概要]
前件部メンバシップ関数実現部、ルール部及び後件部メ
ンバシップ関数実現部で成るファジィ制御ルールを実現
する階層ネットワーク構造に従って入力に対応する制御
出力を生ずるルール部プリワイヤニューロの学習方法に
関し、
対象システムに適合した制御を行うための学習を効率良
く行なうことを目的とし、
前件部メンバシップ関数実現部、ルール部及び後件部メ
ンバシップ関数実現部の各々に、予め持っている知識を
導入した重み初期値を設定した後、学習データを使用し
てまずルール部の重みを学習させ、ルール部の重み学習
が済んだ後に前件部メンバシップ関数実現部の重みを学
習させるように構成する。尚、ルール部の重み値の初期
設定は、乱数を利用して行っても良いし、予め持ってい
る知識と乱数の併用でも良い。[Detailed Description of the Invention] [Summary] A control output corresponding to an input is generated according to a hierarchical network structure that realizes a fuzzy control rule, which is composed of an antecedent membership function implementation unit, a rule unit, and a consequent membership function implementation unit. Regarding the learning method of the rule part pre-wired neuro, we have developed an antecedent membership function realization part, a rule part and a consequent part membership function realization part, with the aim of efficiently learning to perform control suitable for the target system. After setting initial weight values that introduce pre-existing knowledge for each, the weights of the rule part are first learned using the training data, and after the weight learning of the rule part is completed, the antecedent part membership function is The implementation unit is configured to learn the weights. Note that the initial setting of the weight values of the rule section may be performed using random numbers, or may be performed using a combination of knowledge held in advance and random numbers.
[産業上の利用分野コ
本発明は、ファジィ制御とニューラルネットワークを融
合させたルール部プリワイヤニューロの学習方法に関す
る。[Industrial Application Field] The present invention relates to a learning method for a rule section prewired neuron that combines fuzzy control and a neural network.
ニューロを用いた情報処理にあっては、対象とするシス
テムの入カバターンと、その入カバターンに対する望ま
しい出カバターンとの組でなる学習データを階層型二−
ラルネットワークに提示して学習させ適応的な処理を行
わせる。この学習処理には特にパックプロパゲーション
法と呼ばれる処理方式が、その実用性の高さから注目さ
れている。In information processing using neurons, learning data consisting of a set of input patterns of the target system and desired output patterns for that input pattern is used in a hierarchical format.
It is presented to the physical network to learn and perform adaptive processing. In particular, a processing method called pack propagation method is attracting attention due to its high practicality in this learning process.
一方、ファジィ理論は、1960年にzadehにより
提案され、温度が「低い」とか「高い」といった人間が
行っている曖昧さに基づく思考や判断の過程をモデル化
する理論である。このファジィ理論では曖昧さを現わす
ためにメンバシップ関数を導入したファジィ集合論を数
学的基礎としている。On the other hand, fuzzy theory was proposed by Zadeh in 1960, and is a theory that models the process of thinking and judgment based on ambiguity that humans make, such as whether the temperature is "low" or "high." This fuzzy theory is mathematically based on fuzzy set theory, which introduces membership functions to represent ambiguity.
ファジィ理論の応用としては1974年にMaqmda
niがスチームエンジンの制御に用いたのを最初に、各
種のファジィ制御が行われている。As an application of fuzzy theory, in 1974 Maqmda
Various types of fuzzy control have been used since ni was first used to control steam engines.
このファジィ制御を実行するシステムは不確定なものを
扱うものであることから、制御アルゴリズムの調整や変
更等に対して適応的に対応できるような構成にしていく
必要がある。Since the system that performs this fuzzy control handles uncertain things, it is necessary to have a configuration that can adaptively respond to adjustments and changes in the control algorithm.
[従来の技術]
一般に、ファジィ制御システムを構築するには、以下の
ような手続きを取る。[Prior Art] Generally, the following procedure is taken to construct a fuzzy control system.
■熟練操作員の持つ「もし温度が高ければ、火を小さく
する」等の曖昧な制御規則を得る。■Obtain ambiguous control rules such as ``If the temperature is high, reduce the fire'' held by experienced operators.
■制御規則の中の言葉(命題)の意味をメンバシップ関
数という形で定量化し、制御規則をrlF−THEN部
」
型のルール表現で記述する。■The meaning of the words (propositions) in the control rule is quantified in the form of a membership function, and the control rule is described in a rule expression of the type ``rlF-THEN part''.
■シミュレーションや現地テストによる検査を行う。■Conduct inspections through simulations and on-site tests.
■検査結果を評価し、メンバシップ関数や規則の改良を
行う。■Evaluate inspection results and improve membership functions and rules.
更に詳細に説明すると、ファジィ制御ルールは、例えば
、
rif x、 is big and l2is sm
all thenllis bigJ
と記述される。ここでIF部は前件部と呼ばれ、温度等
の制御状態量(制御入力)についての条件を記述する部
分である。またTHEN部は後件部と呼ばれ、操作端等
の制御操作量(制御出力)についての条件を記述する部
分である。To explain in more detail, the fuzzy control rules are, for example, rif x, is big and l2is sm
It is written as all thenllis bigJ. Here, the IF section is called an antecedent section, and is a section that describes conditions regarding control state quantities (control inputs) such as temperature. Further, the THEN section is called a consequent section, and is a section that describes the conditions regarding the control operation amount (control output) of the operating terminal, etc.
ファジィ制御では、対象システムの制御論理として用意
される複数のファジィ制御ルールを管理すると共に、各
ファジィ制御ルール中に記述される「大きい」とか「小
さい」とかいうような曖昧な言語表現の意味をメンバシ
ップ関数として定量化して管理する。Fuzzy control manages multiple fuzzy control rules prepared as the control logic of the target system, and also manages the meaning of ambiguous linguistic expressions such as "large" or "small" written in each fuzzy control rule. Quantify and manage it as a ship function.
完成したファジィ制御システムの制御手順は次のように
なる。The control procedure of the completed fuzzy control system is as follows.
■制御対象から温度等の制御状態量が入力されると、設
定している前件部のメンバシップ関数に従って真理値を
算出する。■When a controlled state quantity such as temperature is input from the controlled object, the truth value is calculated according to the membership function of the antecedent part that has been set.
■次に、最小値を選択する等の前件部演算に従って、各
ファジィ制御ルールにおける後件部に対しての適用値を
決定する処理を実行する。例えば、r I、 is b
igJ の真理値=0.8「x2is smallJ
の真理値=0.5である場合には、最小値を選択する前
件部演算に従って、真理値=0.5をそのファジィ制御
ルールの後件部に対しての適用値として出力するように
処理する。(2) Next, in accordance with the antecedent computation such as selecting the minimum value, a process is executed to determine the value to be applied to the consequent in each fuzzy control rule. For example, r I, is b
Truth value of igJ = 0.8 "x2is smallJ
When the truth value of = 0.5, the truth value = 0.5 is output as the applied value to the consequent part of the fuzzy control rule according to the antecedent part operation that selects the minimum value. Process.
■続いて、同一の制御操作量となる後件部のメンバーシ
ップ関数に対する前件部からの入力値(適用値)から出
力適用値を決定する処理を実行する。(2) Next, a process is executed to determine an output application value from the input value (applied value) from the antecedent part to the membership function of the consequent part, which has the same amount of control operation.
例えば、2つのファジィ制御ルールにより、r y+
is bigJの適用値=0.5r y、 is bi
gJの適用値=0.6が得られた場合、最大値を選択す
る後件部演算に従って、適用値=0.6を選択決定する
。For example, with two fuzzy control rules, r y+
Applicable value of is bigJ = 0.5ry, is bi
When the applied value of gJ=0.6 is obtained, the applied value=0.6 is selected and determined according to the consequent operation that selects the maximum value.
■続いて、決定された適用値に従って制御操作量のメン
バーシップ関数を縮小(又は拡大)すると共に、同一の
制御操作量についてのメンバーシップ関数の関数和の図
形の重心を求める等の処理を行ってファジィ推論値であ
る制御操作量を算出して出力する。■Subsequently, the membership function of the control operation amount is reduced (or expanded) according to the determined applied value, and the center of gravity of the figure of the sum of the membership functions for the same control operation amount is calculated. The control operation amount, which is a fuzzy inference value, is calculated and output.
ところで、ファジィ制御ルールは、熟練操作員の持つ知
識に従って生成されることを予定しており、最初から最
適制御を実現できるファジィ制御ルールを確立すること
は困難である。従って、生成したファジィ制御ルールを
シミュレーションや現地テストにより評価しながら試行
錯誤的に改良していくという手順をとらざるを得ない。By the way, fuzzy control rules are planned to be generated according to the knowledge possessed by a skilled operator, and it is difficult to establish fuzzy control rules that can realize optimal control from the beginning. Therefore, it is necessary to improve the generated fuzzy control rules through trial and error while evaluating them through simulations and field tests.
そこで本願発明者等にあっては、ニューロの適用により
ファジィ制御ルールを実現する階層ネットワーク構造、
即ちルール部プリワイヤニューロを使用した適応型のフ
ァジィ制御システムを提案している(特願平2−602
56号の「階層ネットワーク構成データ処理装置及びデ
ータ処理システム」参照)。即ち、ルール部プリワイヤ
ニューロは、前件部メンバシップ関数実現部、ルール部
及び後件部メンバシップ関数で成るファジィ制御ルール
を実現する階層ネットワーク構成をもつ。Therefore, the inventors of the present application developed a hierarchical network structure that realizes fuzzy control rules by applying neurology.
That is, we have proposed an adaptive fuzzy control system using prewired neuro in the rule section (Patent Application No. 2-602).
(See No. 56, “Hierarchical Network Configuration Data Processing Device and Data Processing System”). That is, the rule part prewire neuro has a hierarchical network configuration that realizes a fuzzy control rule consisting of an antecedent part membership function realization part, a rule part, and a consequent part membership function.
このルール部プリワイヤニューロによるファジィ制御ル
ールの自動抽出を考えると、以下のような手続きを取れ
ばよい。Considering the automatic extraction of fuzzy control rules by the pre-wired neuron of the rule section, the following procedure may be taken.
■ルール部プリワイヤニューロのメンバシップ関数を設
定する。■Set the membership function of the rule section prewire neuro.
■ルール部プリワイヤニューロに、対象システムの入カ
バターンとその入カバターンに対する望ましい出カバタ
ーンの組とを提示して学習させる。■The rule section prewire neuro is presented with the input pattern of the target system and a set of desirable output patterns for that input pattern, and is made to learn.
■ルール部の結線の重みを解析することにより対象シス
テムについての最適ファジィ制御ルールを抽出する。■Extract the optimal fuzzy control rule for the target system by analyzing the weights of connections in the rule section.
[発明が解決しようとする課14]
しかしながら、ルール部プリワイヤニューロについてフ
ァジィ制御ルールを抽出させるために行われる学習は、
前件部メンバシップ関数部、ルール部及び後件部メンバ
シップ関数実現部の重みを含め、どのようにして学習を
行わせるかの学習方法が決っておらず、ロール部プリワ
イヤニューロの性能を最大限に引き出すことのできる効
率の良い学習法の構築が必要となっている。[Question 14 to be solved by the invention] However, the learning performed for extracting fuzzy control rules for the rule section pre-wired neuron is
The learning method for learning, including the weights of the antecedent membership function part, rule part, and consequent part membership function realization part, has not been determined, and the performance of the roll part prewire neuron has not yet been determined. There is a need to develop efficient learning methods that can bring out the best in students.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、対
象システムに適合した制御を行うための学習が効率良く
できるルール部プリワイヤニューロの学習方法を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a learning method for a rule section pre-wired neuron that can efficiently perform learning for controlling a target system.
[課題を解決するための手段] 第1図は本発明の原理説明図である。[Means to solve the problem] FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention.
まず本発明は、前件部メンバシップ関数実現部10.1
又は複数階層でなるルール部12及び後件部メンバシッ
プ関数実現部14でなる階層ネットワーク構造を有し、
ルール部12は前段の前件メンバシップ関数実現部10
及び又は後段の後件部メンバシップ関数実現部14との
間で全ユニット間を内部結合せずに制御ルールに従って
一部を内部結合して成り、入力される制御状態量(X、
。First, the present invention provides antecedent membership function realization unit 10.1
Or it has a hierarchical network structure consisting of a rule part 12 and a consequent part membership function realization part 14 which are made up of multiple hierarchies,
The rule section 12 is an antecedent membership function realization section 10 in the previous stage.
and/or with the consequent membership function realization unit 14 in the subsequent stage, without internally connecting all the units, some of them are internally combined according to the control rule, and the input control state quantity (X,
.
X2.・・・Xn)に対応する1又は複数の制御操作量
(Y)を出力するルール部プリワイヤニューロ100を
対象とする。X2. .
このようなルール部プリワイヤニューロ100の学習方
法として本発明にあっては、
[第1過程コ
前件部メンバシップ関数実現部10、ルール部12及び
後件部メンバシップ関数実現部14の各々に重み初期値
を設定する;
[第2過程]
予め準備された学習データを使用してルール部12の重
みのみを学習させる;
[第3過程コ
予め準備された学習データを使用して先験部メンバシッ
プ関数実現部10の重みのみを学習させる;
とする処理過程を備えた学習方法を構成する。In the present invention, as a learning method for such a rule part prewire neuron 100, [each of the first step antecedent membership function realization unit 10, rule part 12, and consequent membership function realization unit 14] [Second process] Only the weights of the rule section 12 are learned using pre-prepared learning data; [Third process: A priori calculation is performed using pre-prepared learning data. A learning method is configured that includes the following processing steps: learning only the weights of the section membership function realizing section 10.
ここで第1過程の重み初期値の設定方法としては、前件
部メンバシップ関数実現部10、ルール部12及び後件
部メンバシップ関数実現部14の各々に予め持っている
知識(図中は「先験的知識」として示す)に基づいて作
成された重み初期値を設定する。Here, as a method of setting the initial weight values in the first process, the knowledge (in the figure Set the initial weight values created based on the information (shown as "a priori knowledge").
また第1過程の重み初期値の他の設定方法としては、ル
ール部12に乱数を用いて作成された重み初期値を設定
し、前件部メンバシップ関数実現部10及び後件部メン
バシップ関数実現部14には予め持っている知識に基づ
いて作成された重み初期値を設定する。更に前記第1過
程におけるルール部12の重み初期値の設定は、予め持
っている知識で設定可能な重みは該知識で初期設定し、
その他は乱数を用いて初期設定してもよい。Another method for setting the initial weight values in the first process is to set initial weight values created using random numbers in the rule unit 12, and then use the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function The implementation unit 14 is set with initial weight values created based on knowledge held in advance. Further, in setting the initial weight values of the rule section 12 in the first step, weights that can be set based on knowledge held in advance are initialized using this knowledge;
Others may be initialized using random numbers.
一方、第2過程による学習開始時に、ルール部12の結
線毎に設けられた学習フラグをオンすると共に、前件部
メンバシップ関数実現部10及び後件部メンバシップ関
数実現部14の結線毎に設けられた学習フラグをオフし
、オン状態にある学習フラグを有する結線の重み値のみ
を学習処理により最適化する。On the other hand, at the start of learning in the second process, the learning flag provided for each connection of the rule section 12 is turned on, and the learning flag provided for each connection of the antecedent membership function realization section 10 and the consequent membership function realization section 14 is turned on. The provided learning flag is turned off, and only the weight values of the connections having the learning flag in the on state are optimized through learning processing.
また第3過程による学習開始時には、前件部メンバシッ
プ関数実現部10の結線毎に設けられた学習フラグをオ
ンすると共に、ルール部12及び後件部メンバシップ関
数実現部14の結線毎に設けられた学習フラグをオフし
、オン状態にある学習フラグを有する結線の重み値のみ
を学習処理により最適化する。Furthermore, at the start of learning in the third process, a learning flag provided for each connection of the antecedent membership function realization section 10 is turned on, and a learning flag provided for each connection of the rule section 12 and the consequent membership function realization section 14 is turned on. The learning flag that has been set is turned off, and only the weight values of the connections that have the learning flag that is on are optimized through learning processing.
[作用]
このような構成を備えた本発明のルール部プリワイヤニ
ューロの学習方法によれば次の作用が得られる。[Operations] According to the learning method of the rule section pre-wired neuron of the present invention having such a configuration, the following operations can be obtained.
まず、ルール部プリワイヤニューロのルール部に対し予
め持っている知識に基づいた重み値の初期設定又は乱数
を用いた重み値の初期設定あるいは両者を併用した設定
を行ない、前件部メンバシップ関数実現部及び後件部メ
ンバシップ関数実現部に対しては予め持っている知識に
基づいた重み初期値の設定を行なう。First, for the rule part of the prewired neuro, initialize the weight value based on the knowledge that you have in advance, initialize the weight value using random numbers, or set the weight value in combination with the antecedent part membership function. Initial weight values are set for the realization part and the consequent membership function realization part based on knowledge held in advance.
続いて、学習処理を起動し、学習用の入カバターンをル
ール部プリワイヤニューロに提示し、ルール部プリワイ
ヤニューロからの出カバターンがが、入カバターンに対
し望ましい出カバターンとなる学習比カバターン(教師
信号)に略一致するように初期設定した重み値を修正す
る例えばパックプロパゲーション法による重みの学習を
ルール部に対してのみ行う。Next, the learning process is started, the input cover turn for learning is presented to the rule unit pre-wire neuron, and the output cover turn from the rule unit pre-wire neuron is a learning ratio cover turn (the teacher For example, learning of weights using a pack propagation method is performed only for the rule section, in which the initially set weight values are corrected so as to substantially match the signal).
ルール部の重み学習が済んだならば、前件部メンバシッ
プ関数実現部に対し同じくパックプロパゲーション法に
よる重み学習を行なう。Once the weight learning of the rule part is completed, weight learning is similarly performed on the antecedent membership function realization part using the pack propagation method.
このようにルール部プリワイヤニューロの内のルール部
を学習させた後で前件部メンバシップ関数実現を学習さ
せることで、予め持っている知識を導入して初期設定を
行った前件部メンバシップ関数実現部部及び後件部メン
バシップ関数実現部の重みを有効に活かしながら、ルー
ル部の重み調整を行い、且つ前件部メンバシップ関数実
現部の重み調整が可能となる。In this way, by learning the rule part of the rule part pre-wired neuron and then learning the antecedent part membership function realization, the antecedent part member can be initialized by introducing pre-existing knowledge. While effectively utilizing the weights of the ship function realization section and the consequent membership function realization section, it is possible to adjust the weight of the rule section and to adjust the weight of the antecedent membership function realization section.
また予め持っている知識を導入したルール部の重みの初
期設定により、学習が容易にでき学習効率を高めること
ができる。In addition, by initializing the weights of the rule section that incorporates pre-existing knowledge, learning can be facilitated and learning efficiency can be increased.
更に、乱数を利用したルール部の重みの初期設定により
、ニューロによる学習機能を最大限に引き出すことがで
きる。Furthermore, by initializing the weights of the rule section using random numbers, it is possible to maximize the neural learning function.
[実施例]
第2図は本発明によるルール部プリワイヤニューロの学
習方法の一実施例としての処理手順を示した学習動作フ
ロー図である。この第2図の手順による学習方法の対象
となるルール部プリワイヤニューロは、例えば第3図に
示す前件部メンバシップ関数実現部10、ルール部12
、後件部メンバシップ関数実現部14及び重心計算実現
部18で成るファジィ制御ルールを実現するための階層
ネットワーク構造を有する。[Embodiment] FIG. 2 is a learning operation flowchart showing a processing procedure as an embodiment of the learning method of the rule section pre-wire neuro according to the present invention. The rule section pre-wire neuron that is the object of the learning method according to the procedure of FIG. 2 is, for example, the antecedent membership function realization section 10 and the rule section 12 shown in FIG.
, a consequent membership function implementation section 14, and a center of gravity calculation implementation section 18, which have a hierarchical network structure for realizing fuzzy control rules.
ここでルール部プリワイヤニューロとは、ルール部12
が前段の前件メンバシップ関数実現部10及び又は後段
の後件部メンバシップ関数実現部14との間で全ユニッ
ト間を内部結合せずに制御ルールに従って一部を内部結
合したネットワーク構造をもち、階層ユニット間の全て
を内部結合したルール部全結合ニューロに対比される。Here, the rule section pre-wire neuro means the rule section 12.
has a network structure in which all units are not internally connected with the antecedent membership function realizing unit 10 in the previous stage and/or the consequent membership function realizing unit 14 in the subsequent stage, but some are internally connected according to the control rule. , is compared to a rule-part fully connected neuron that internally connects everything between hierarchical units.
第2図の学習処理にあっては次のステップ81〜S6か
ら成る処理を行なう。In the learning process shown in FIG. 2, the following steps 81 to S6 are performed.
[ステップSL] 前件部メンバシップ関数実現部10の重みCab。[Step SL] Weight Cab of the antecedent membership function realization unit 10.
Cbcを、与えられたメンバシップ関数を実現するよう
に予め持っている知識の導入に基づいて初期設定する。Cbc is initialized based on the introduction of prior knowledge to realize a given membership function.
[ステップS2コ
ルール部12の重みCcd、 Cdeを、与えられた
ファジィルールを実現するように予め持っている知識の
導入に基づいて初期設定する。[Step S2: Initialize the weights Ccd and Cde of the co-rule unit 12 based on the introduction of pre-existing knowledge so as to realize the given fuzzy rule.
[ステップS3]
後件部メンバシップ関数実現部14の重みCelを、与
えられたメンバシップ関数を実現するように予め持って
いる知識の導入に基づいて初期設定する。[Step S3] The weight Cel of the consequent membership function realization unit 14 is initialized based on the introduction of knowledge held in advance so as to realize the given membership function.
[ステップS4コ
重心計算実現部18の重みCfgを、重心計算を実現す
るように初期設定する。[Step S4: Initialize the weight Cfg of the center-of-gravity calculation implementation unit 18 so as to realize center-of-gravity calculation.
[ステップS5コ
学習処理を行なうフェーズ毎のニューロングループを示
すフェーズ・グループ対応表及び各ニューロングループ
に属する結線グループを示すグループ・結線対応表の設
定を行なう。本発明では)ニーズ1でルール部12の重
みを学習し、フェーズ2で前件部メンバシップ関数゛実
現部10の重みを学習するようにフェーズ・グループ対
応表が設定される。[Step S5] A phase/group correspondence table indicating neuron groups for each phase in which learning processing is performed and a group/connection correspondence table indicating connection groups belonging to each neuron group are set. In the present invention, the phase/group correspondence table is set so that the weight of the rule section 12 is learned in need 1, and the weight of the antecedent membership function realization section 10 is learned in phase 2.
[ステップS6]
学習スケジューラを起動してパックプロパゲーション法
により学習処理を行なう。[Step S6] Start the learning scheduler and perform learning processing using the pack propagation method.
以下、第2図の学習動作フローに示したステップ81〜
S6のそれぞれに分けて詳細に説明する。Hereinafter, steps 81 to 81 shown in the learning operation flow of FIG.
Each of S6 will be explained in detail.
[ルール部プリワイヤニューロの構成コ本発明の対象と
なるルール部プリヮイヤニュー口は、例えば第3図に示
すファジィ制御ルールを実現可能な階層ネットワーク構
造を有する。[Configuration of Rule Section Prewire Neuron] The rule section prewire port, which is the object of the present invention, has a hierarchical network structure capable of realizing the fuzzy control rules shown in FIG. 3, for example.
第3図において、各部に示したノードは1つの基本ユニ
ットを示しており、基本ユニットは黒丸で示すシグモイ
ド関数ユニットと、白丸で示す線形関数ユニットの2種
が使用されている。In FIG. 3, each node shown in each part represents one basic unit, and two types of basic units are used: a sigmoid function unit shown by a black circle, and a linear function unit shown by a white circle.
第4図は第3図の基本ユニットの構成を取り出して示す
。FIG. 4 shows the configuration of the basic unit shown in FIG. 3.
第4図において、基本ユニット20は多大力1出力系を
構成しており、複数の入力に対し各々の内部結合の重み
値を乗算する乗算部22と、乗算部22の全乗算結果を
加算する加算部24と、加算部24の出力に閾値処理を
施す閾値処理部26とで構成される。In FIG. 4, the basic unit 20 constitutes a multi-power single output system, and includes a multiplication section 22 that multiplies a plurality of inputs by the weight value of each internal connection, and a multiplication section 22 that adds all the multiplication results of the multiplication section 22. It is composed of an adding section 24 and a threshold processing section 26 that performs threshold processing on the output of the adding section 24.
ここで前段層をh層、後段層をi層とすると乗算部22
と加算部24は下記の(1)式の演算を実行し、また閾
値処理部26では下記の(2)式の演算を実行する。Here, if the first layer is the h layer and the second layer is the i layer, the multiplier 22
The addition unit 24 executes the calculation of equation (1) below, and the threshold processing unit 26 executes the calculation of equation (2) below.
X p I=Σy、hW+h
(1)に
y 、、= 1 / (1+ e−”p′−” )
(2)但し、
h 76層のユニット番号
i :i層のユニット番号
p :入力信号のパターン番号
θl :i層の1番ユニットの閾値
W+h:11 i層間の内部結合の重み値xp、:h
層の各ユニットからi層の1番ユニットへの入力の積和
yph:p番目パターンの入力信号に対するh層のh番
ユニットからの出力
Y−1:p番目パターンの入力信号に対するi層の1番
ユニットからの出力
ここで前記(2)式はシグモイド関数として知られてお
り、第3図に示した黒丸の基本ユニットの閾値処理とな
る。X p I=Σy, hW+h
In (1), y,, = 1 / (1+ e−”p′−”)
(2) However, h Unit number i of the 76th layer: Unit number p of the i layer: Pattern number θl of the input signal: Threshold value W+h of the first unit of the i layer: 11 Weight value xp of the internal connection between the i layers: h
Sum of products yph of inputs from each unit of the layer to the 1st unit of the i layer: Output Y-1 from the h-th unit of the h-layer for the input signal of the p-th pattern: 1 of the i-layer for the input signal of the p-th pattern Output from the number unit Here, the above equation (2) is known as a sigmoid function, and is the threshold value processing of the basic unit indicated by the black circle shown in FIG.
これに対し閾値処理部26に y pl= x 。In contrast, the threshold processing unit 26 ypl=x.
となる線形関数を設定したものが第3図における白丸の
線形関数ユニットとなる。但し、前件部メンバシップ関
数実現部10の最初のユニットである入力部は必ずしも
線形関数ユニットでなくて良い。この第4図の基本ユニ
ットのハードウェア構成は特願昭63−216865号
の「ネットワーク構成データ処理装置」に示される。The linear function unit set as follows becomes the white circle linear function unit in FIG. However, the input section, which is the first unit of the antecedent membership function realization section 10, does not necessarily have to be a linear function unit. The hardware configuration of the basic unit shown in FIG. 4 is shown in Japanese Patent Application No. 63-216865 titled ``Network Configuration Data Processing Apparatus.''
再び第3図を参照してルール部プリワイヤニューロの各
部の構成を説明する。Referring again to FIG. 3, the configuration of each part of the rule section pre-wire neuro will be explained.
まず前件部メンバシップ関数実現部10は、各入力変数
X、、X2. ・・・Xnを入力とし、入力変数X1
〜Xnのメンバシップ関数のグレード値を出力する。図
では簡単のため、各メンバシップ関数は1変数関数とし
ているが、多変数関数であってもよい。つまり変数X、
とX2を入力としてXI &X2 (SA)というメ
ンバシップ関数であっても良い。First, the antecedent membership function realization unit 10 processes each input variable X, , X2 . ...Xn is input, input variable X1
Output the grade value of the membership function of ~Xn. In the figure, each membership function is a one-variable function for simplicity, but it may be a multi-variable function. In other words, variable X,
The membership function may be XI &X2 (SA) with inputs XI and X2 as inputs.
ルール部12は前件部ルール部12−1と後件部ルール
部12−2で構成される。前件部ルール部12−1は、
入力変数X、〜Xnのメンバシップ関数X 1(S A
) 〜X n (L A )のグレード値を入力とし
て、各ルールのグレード値を出力する。The rule section 12 includes an antecedent section rule section 12-1 and a consequent section rule section 12-2. The antecedent part rule part 12-1 is
Membership function X1(S A
) to X n (LA) as input, and outputs the grade value of each rule.
また後件部ルール部12〜2は、ルールのグレード値L
H3−1〜LH8−nを入力として出力変数のメンバシ
ップ関数y (SA)〜y (LA)のグレード値を出
力する。Further, the consequent part rule parts 12 to 2 have the grade value L of the rule.
H3-1 to LH8-n are input, and grade values of membership functions y (SA) to y (LA) of output variables are output.
更に後件部メンバシップ関数実現部14(重心計算実現
部18を含む)は、出力変数のメンバシップ関数y(S
A)〜y (LA)のグレード値を入力して、出力変数
Yの値を出力する。Furthermore, the consequent membership function realization unit 14 (including the centroid calculation realization unit 18) calculates the membership function y(S
Input the grade values of A) to y (LA) and output the value of the output variable Y.
ここで、前件部ルール部12−1と後件部ルール部12
−2を合わせたルール部12は、入力も出力もメンバシ
ップ関数のグレード値であるので、これをカスケード結
合することができ、多段推論が可能である。Here, the antecedent part rule part 12-1 and the consequent part rule part 12
Since both the input and output of the rule unit 12 including -2 are the grade values of the membership function, these can be cascaded and multi-stage inference is possible.
また、各モジュール10.12−1.12−2゜14間
を結ぶニューロンは共用できる。例えば前件部メンバシ
ップ関数実現部10の出力ニューロンと前件部ルール部
12−1の入力ニューロンは実際には同じものでよい。Further, the neurons connecting each module 10.12-1.12-2.14 can be shared. For example, the output neuron of the antecedent membership function implementation unit 10 and the input neuron of the antecedent rule unit 12-1 may actually be the same.
更に第3図では各ユニットを1つのニューロとして説明
しているが、ユニットの機能が特定できているものにつ
いてはニューロとせずにユニット機能を実現するゲート
回路、演算器等としても良い。Further, in FIG. 3, each unit is described as one neuron, but if the function of the unit can be specified, it may be used as a gate circuit, an arithmetic unit, etc. that realizes the unit function instead of a neuron.
第5A図は本発明のルール部プリワイヤニューロの具体
的実施例を示したもので、入力X、、X2の2つを与え
て制御出力Yを得る場合を例にとっており、この第5A
図を参照して各部の構成を詳細に説明すると次のように
なる。FIG. 5A shows a specific embodiment of the rule section pre-wired neuron of the present invention, taking as an example a case where two inputs, X, , and X2 are given to obtain a control output Y.
The configuration of each part will be explained in detail with reference to the drawings as follows.
入力部16は分離ユニット28−1.28−2で構成さ
れ、入力X、、X2を2つに分けて前件部メンバシップ
関数実現部10に与える。前件部。The input unit 16 is composed of separation units 28-1, 28-2, and divides the inputs X, . . . Antecedent part.
メンバシップ関数実現部10は4つのシグモイド関数ユ
ニッh30−1〜30−4及び同じく4つの線形関数ユ
ニット32−1〜32−3で構成される。The membership function implementation unit 10 is composed of four sigmoid function units h30-1 to 30-4 and four linear function units 32-1 to 32-3.
ルール部12は例えば8つのファジィルールを実現する
シグモイド関数ユニット34−1〜34−8を備え、前
件部メンバシップ関数実現部10からは各ファジィルー
ルし1〜L8の記述に従った結線が行なわれている。シ
グモイド関数ユニット34−1〜34−8の出力はファ
ジィルールに従って後件部演算を行なう2つの線形関数
ユニット36−1.36−2にファジィルールに従って
結線されている。The rule section 12 includes, for example, sigmoid function units 34-1 to 34-8 that realize eight fuzzy rules, and the antecedent membership function realization section 10 connects each fuzzy rule according to the descriptions 1 to L8. It is being done. The outputs of the sigmoid function units 34-1 to 34-8 are connected according to fuzzy rules to two linear function units 36-1 and 36-2 which perform consequent operations according to fuzzy rules.
後件部メンバシップ関数実現部14は例えば9つの線形
関数ユニット38−1〜38−9で構成されており、ル
ール部12から出力される2つのユニット出力値(グレ
ード値)に基づいて同一操作量位置のメンバシップ関数
を縮小(または拡大)すると共に縮小(または拡大)し
た2つのメンバシップ関数の関数和を算出する。The consequent membership function realization unit 14 is composed of, for example, nine linear function units 38-1 to 38-9, and performs the same operation based on the two unit output values (grade values) output from the rule unit 12. The membership function of the quantity position is reduced (or enlarged) and the function sum of the two reduced (or enlarged) membership functions is calculated.
更に重心計算実現部18は重心決定要素出力装置40と
重心算出装置42で構成される。重心決定要素出力装置
40の線形関数ユニッ)40−1゜40−2は、後件部
メンバシップ関数実現部14からのユニット出力の重付
は総和を演算して2つの重心算出要素Y、、Y2を求め
、最終的に重心算出装置42で2つの重心算出要素Y、
、Y2から重心を算出してファジィ推論値としての制御
出力Yを生ずる。Furthermore, the center of gravity calculation implementation unit 18 is composed of a center of gravity determining element output device 40 and a center of gravity calculation device 42. The linear function units 40-1 and 40-2 of the center-of-gravity determining element output device 40 calculate the weighting of the unit output from the consequent membership function realization unit 14 by calculating the sum and calculating the two center-of-gravity calculation elements Y,... Y2 is calculated, and finally the center of gravity calculation device 42 calculates the two center of gravity calculation elements Y,
, Y2, and generates a control output Y as a fuzzy inference value.
第5B図は第5A図のルール部プリワイヤユニ一口につ
いて本発明による学習方法を実現するためのニューロン
グループと結線グループを示す。FIG. 5B shows neuron groups and connection groups for realizing the learning method according to the present invention for the rule section pre-wire unit shown in FIG. 5A.
第5B図において、ニューロングループはGa−Ggの
7つであるが、この内、入力部のニューロングループG
aと重心計算実現部18のニューロングループGgの2
つについては単なる分離及び加算合成を行なうにすぎな
いことから、パックプロパゲーション法による重みの学
習対象からは除いている。従ってパックプロパゲーショ
ン法による重みの学習対象に入るニューロングループは
Gb、Gc、Gd、Ge及びGfの5つとなる。In FIG. 5B, there are seven neuron groups, Ga-Gg, among which neuron group G in the input section
a and 2 of neuron group Gg of center of gravity calculation realization unit 18
As for the first one, it is excluded from the weight learning target by the pack propagation method because it merely performs separation and addition/synthesis. Therefore, there are five neuron groups that are subject to weight learning by the pack propagation method: Gb, Gc, Gd, Ge, and Gf.
一方、各二ニーロングループの入力結線を示す結線グル
ープはCab−ClHの6つであり、学習対象となるニ
ューロングループの前段に位置する入力結線の重み値を
パックプロパゲーション法により学習する。On the other hand, there are six connection groups, Cab-ClH, representing the input connections of each two-neelon group, and the weight values of the input connections located in the previous stage of the neuron group to be learned are learned by the pack propagation method.
この第5A、5B図に示した構造のルール部プリワイヤ
ニューロを対象とした第2図の学習動作フローにつき、
まず各部に対する重み値の初期設定を説明すると次のよ
うになる。Regarding the learning operation flow shown in Fig. 2, which targets the rule section pre-wired neuron having the structure shown in Figs. 5A and 5B,
First, the initial setting of weight values for each part will be explained as follows.
[前件部メンバシップ関数実現部の初期設定]この前件
部メンバシップ関数実現部10に対する重み値の初期設
定は結線グループCab及びCbcに含まれる各結線の
重みを、与えられたメンバシップ関数を実現するように
初期設定する。[Initial setting of the antecedent membership function realizing unit] The initial setting of the weight value for the antecedent membership function realizing unit 10 is to set the weight of each connection included in the connection groups Cab and Cbc to the given membership function. Initial settings are made to achieve this.
第6図は第5A図の前件部メンバシップ関数実現部10
における制御人力X、側を取り出して示す。 第6図に
おいて、シグモイド関数ユニット30−1.30−2よ
り出力される出力値yはV=1/(1+e−1”−”)
(3)で表わされる。FIG. 6 shows the antecedent membership function realization unit 10 of FIG. 5A.
The control human power X, side is taken out and shown. In FIG. 6, the output value y output from the sigmoid function unit 30-1.30-2 is V=1/(1+e-1"-")
It is expressed as (3).
本発明の前件部メンバシップ関数実現部10に対する重
み値の初期設定にあっては、予め持っている知識に基づ
き、例えばシグモイド関数ユニット30−1の入力結線
の重み値Wとして、W=−20
を設定し、且つシグモイド関数ユニット30−1に閾値
θとして、
θ=−10
を設定する。またもう1つのシグモイド関数ユニット3
0−2の入力結線の重み値Wとして、W=20
を設定し、同時にシグモイド関数ユニット30−2に閾
値θとして、
θ=10
を設定する。尚、線形関数ユニット32−1. 32−
2の入力結線の重み値は重み初期値:=1を設定してい
る。In the initial setting of the weight value for the antecedent membership function realizing unit 10 of the present invention, based on the knowledge that is held in advance, for example, as the weight value W of the input connection of the sigmoid function unit 30-1, W=- 20 is set, and θ=-10 is set as the threshold value θ in the sigmoid function unit 30-1. Another sigmoid function unit 3
The weight value W of the input connection 0-2 is set to W=20, and at the same time, the threshold value θ of the sigmoid function unit 30-2 is set to θ=10. Note that the linear function unit 32-1. 32-
The weight value of the input connection No. 2 is set to the initial weight value:=1.
このようにシグモイド関数ユニット30−1に、W〈0
θ〈0
となる重み値及び閾値を初期設定した場合には、第7図
の特性曲線44に示す制御出力X1に対するユニット出
力値x1 (SS)、即ち制御人力Xが大きくなるとユ
ニット出力値X、(SS)が小さくなるという関数形状
のメンバシップ関数の真理値算出機能を設定することが
できる。In this way, in the sigmoid function unit 30-1, W〈0
When the weight value and threshold value are initially set such that θ<0, the unit output value x1 (SS) for the control output X1 shown in the characteristic curve 44 in FIG. 7, that is, as the control human power X increases, the unit output value It is possible to set a truth value calculation function for a membership function having a function shape such that (SS) becomes small.
またシグモイド関数ユニット30−2に、W〉0 、
θ〉0
となる重み値及び閾値を初期設定することで第7図の特
性曲線46に示す制御人力x1に対するユニット出力値
X 1(L A) 、即ち制御人力Xか大きい程ユニッ
ト出力値X1 (LA)が大きくなるという関数形状の
メンバシップ関数の真理値を算出する機能が実現できる
。Furthermore, in the sigmoid function unit 30-2, W〉0,
By initially setting the weight value and threshold value such that θ〉0, the unit output value X 1 (L A) for the control human force x1 shown in the characteristic curve 46 in FIG. It is possible to realize a function of calculating the truth value of a membership function having a function shape in which LA) becomes large.
この第6図に示すシグモイド関数ユニット30−1.3
0−2に対する重み値及び閾値の初期設定は、前件部メ
ンバシップ関数実現部10における残りのシグモイド関
数ユニット30−3.30−4側についても所望の前件
部メンバシップ関数を実現するように予め持っている知
識に基づいて初期設定する。Sigmoid function unit 30-1.3 shown in FIG.
The initial setting of the weight value and threshold for 0-2 is such that the desired antecedent membership function is also realized for the remaining sigmoid function units 30-3 and 30-4 in the antecedent membership function realization unit 10. Initial settings are made based on prior knowledge.
[ルール部の初期設定]
第5A図のルール部12に対する重み値の初期設定は、
第5B図に示す結線グループCcd及びCdeに属する
各結線の重み値を、与えられたファジィルールを実現す
るように予め持っている知識を導入して初期設定する。[Initial Setting of Rule Section] The initial setting of the weight value for the rule section 12 in FIG. 5A is as follows.
The weight values of the connections belonging to the connection groups Ccd and Cde shown in FIG. 5B are initialized by introducing knowledge held in advance so as to realize a given fuzzy rule.
第8図はルール部12に対する重み値の初期設定の具体
例をファジィルールと共に示した説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a specific example of initial setting of weight values for the rule section 12 together with fuzzy rules.
第8図において、8つのシグモイド関数ユニット34−
1〜34−8は、右側に取り出して示すファジィルール
し1〜L8のそれぞれに対応している。シグモイド関数
ユニット34−1〜34−8のそれぞれに対しては前段
に位置する前件部メンバシップ関数実現部10の線形関
数ユニット32−1〜32−4からファジィルールし1
〜L8に従った入力結線が行なわれている。また8つの
シグモイド関数ユニット34−1〜34−8に続いて設
けられた2つの線形関数ユニット36−1゜36−2に
対してもファジィルールし1〜L8の後件部(T HE
N)に従った結線が行なわれている。ここで第8図の
ルール部12におけるシグモイド関数ユニット34−1
〜34−8の入力結線に初期設定する重み値とユニット
自体に設定する閾値に基づくファジィ論理演算の関数形
状を説明すると次のようになる。In FIG. 8, eight sigmoid function units 34-
1 to 34-8 correspond to fuzzy rules 1 to L8 shown on the right side, respectively. For each of the sigmoid function units 34-1 to 34-8, fuzzy rules are calculated from the linear function units 32-1 to 32-4 of the antecedent membership function realization section 10 located at the previous stage.
Input connections are made in accordance with ~L8. Furthermore, fuzzy rules are applied to the two linear function units 36-1 and 36-2 provided following the eight sigmoid function units 34-1 to 34-8, and the consequent parts of 1 to L8 (T HE
Connections are made in accordance with N). Here, the sigmoid function unit 34-1 in the rule section 12 of FIG.
The function shape of the fuzzy logic operation based on the weight value initially set to the input connection of ~34-8 and the threshold value set to the unit itself is explained as follows.
第9図はルール部12の1つのシグモイド関数ユニット
34を示したもので、前段に位置する前件部メンバシッ
プ関数実現部10より真理値X1゜X2が入力し、積和
演算及び閾値処理により出力値yを生ずる。FIG. 9 shows one sigmoid function unit 34 of the rule section 12, in which truth values produces an output value y.
第9図のシグモイド関数ユニット34より出力される出
力値yは、
5=Wx、・X1+Wx1・X2−θ (4)y
=1/(1+e−s) (5)として
算出される。この前記(5)式で与えられるユニット出
力値yは、入力結線の重み値Wx、。The output value y output from the sigmoid function unit 34 in FIG. 9 is as follows: 5=Wx,・X1+Wx1・X2−θ (4)y
It is calculated as =1/(1+e-s) (5). The unit output value y given by the above equation (5) is the weight value Wx of the input connection.
Wx□及び閾値θを任意に設定することで適宜の関数形
状を実現することができる。By arbitrarily setting Wx□ and the threshold value θ, an appropriate function shape can be realized.
具体的には第8図のシグモイド関数ユニット34−1〜
34−8の入力結線に示す数値が重み初期値として設定
され、またシグモイド関数ユニッ)34−1〜34−8
の下側に示す数値が閾値θを示す。例えばファジィルー
ルLlを実現するシグモイド関数ユニット34−1にあ
っては、が設定されており、これら初期値の設定により
ファジィルールL1を実現するシグモイド関数ユニッ)
34−1は第10図の三次元座標で示される関数形状の
閾値処理を行なうことになる。Specifically, the sigmoid function units 34-1 to 34-1 in FIG.
The numerical value shown in the input connection of 34-8 is set as the initial weight value, and the sigmoid function unit) 34-1 to 34-8
The numerical value shown below indicates the threshold value θ. For example, in the sigmoid function unit 34-1 that realizes the fuzzy rule Ll, is set, and by setting these initial values, the sigmoid function unit 34-1 realizes the fuzzy rule L1)
34-1 performs threshold processing of the function shape shown in the three-dimensional coordinates of FIG.
以下、同様にシグモイド関数ユニット34−2〜34−
8の各ファジィルールし2〜L8に対する重み値及び閾
値の初期設定により第11〜17図に示す関数形状を得
ることができる。Hereinafter, similarly, sigmoid function units 34-2 to 34-
By initializing the weight values and threshold values for each of the 8 fuzzy rules 2 to L8, the function shapes shown in FIGS. 11 to 17 can be obtained.
尚、第8図の出力段に設けられた線形関数ユニット36
−1.36−2に対する結線の重み値は1に初期設定さ
れており、また閾値処理については線形関数であり、θ
=0が設定される。Note that the linear function unit 36 provided at the output stage in FIG.
The weight value of the connection for -1.36-2 is initially set to 1, and the threshold processing is a linear function, and θ
=0 is set.
[後件部メンバシップ関数実現部の初期設定コ第5A図
の後件部メンバシップ関数実現部14に対する重み値の
初期設定は、第5B図の結線グループCelに属する結
線の重み値を予め持っている知識に基づき、与えられた
メンバシップ関数を実現するように初期設定する。[Initial setting of the consequent membership function realization unit] The initial setting of the weight value for the consequent membership function realization unit 14 in FIG. 5A is based on the weight value of the connection belonging to the connection group Cel in FIG. 5B. Initial settings are made to realize the given membership function based on the knowledge of the given membership function.
第18図は後件部メンバシップ関数実現部14に対する
重み値の初期設定を具体的に示した説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram specifically showing the initial setting of weight values for the consequent membership function realization unit 14.
第18図において、後件部メンバシップ関数実現部14
に設けられた9つの線形関数ユニット38−1〜38−
9に対しては、前段のルール部12の線形関数ユニット
36−1.36−2より図示のように結線入力が行なわ
れている。この9つのユニット38−1〜38−9は、
制御出力yの練直線上の0〜1の範囲の点に等間隔に対
応している。この線形関数ユニット38−1〜38−9
に対する入力結線の重み値の初期設定は、ルール部12
のユニット36−2からの出力y(SS)の結線の重み
値については、右側に示す横軸を制御出力Y1縦軸をユ
ニット出力値としたグラフの特性曲線46に従ってユニ
ッ)38−1側からユニット38−9側に重み値、
1、 1. 1.0.75.0.5.0.25. 0.
0. 0を初期設定する。In FIG. 18, the consequent membership function realization unit 14
Nine linear function units 38-1 to 38- provided in
9, a connection input is performed from the linear function unit 36-1, 36-2 of the rule section 12 at the previous stage as shown in the figure. These nine units 38-1 to 38-9 are
They correspond to points in the range of 0 to 1 on the training line of the control output y at equal intervals. These linear function units 38-1 to 38-9
The initial setting of the weight value of the input connection for
The weight value of the connection of the output y (SS) from the unit 36-2 is calculated from the unit 38-1 side according to the characteristic curve 46 of the graph shown on the right side with the horizontal axis as the control output Y1 and the vertical axis as the unit output value. Weight value on unit 38-9 side: 1, 1. 1.0.75.0.5.0.25. 0.
0. Initialize 0.
またルール部12のユニット出力y (LA)からの入
力結線の重み値については、特性曲線48に従ってユニ
ット38−1側からユニット389側に向けて重み値、
0、 0. 0.0.25. Q、5 、0.75.
1. 1. 1を初期設定する。Further, regarding the weight values of the input connections from the unit output y (LA) of the rule section 12, the weight values change from 0 to 0 from the unit 38-1 side to the unit 389 side according to the characteristic curve 48. 0.0.25. Q, 5, 0.75.
1. 1. Initialize 1.
更に線形関数ユニッ)38−1〜38−9の閾値θはθ
=0に設定する。Furthermore, the threshold value θ of linear function unit) 38-1 to 38-9 is θ
= 0.
このような後件部メンバシップ関数実現部14における
重み値の初期設定により、ルール部12の線形関数ユニ
ット36−1.36−2から出力されたユニット出力値
y(SS)及びy (LA)は、重み初期値の乗算によ
り縮小された後に加算され、次の重心計算実現部18に
出力される。Due to the initial setting of the weight values in the consequent membership function realization unit 14, the unit output values y (SS) and y (LA) output from the linear function unit 36-1.36-2 of the rule unit 12 are are reduced by multiplication by initial weight values, added, and output to the next center-of-gravity calculation implementation unit 18.
尚、第18図にあっては、ユニット出力を縮小するよう
に1以下の重み値を初期設定しているが、1以上の重み
値を設定して拡大することも有り得る。In FIG. 18, a weight value of 1 or less is initially set so as to reduce the unit output, but it is also possible to set a weight value of 1 or more to enlarge it.
[重心計算実現部の初期設定]
第5A図の重心計算実現部18に対する重み値の初期設
定は、第5B図の結線グループC1gに対し重心計算を
実現するように初期設定する。[Initial Setting of Center of Gravity Calculation Implementation Unit] The weight values for the center of gravity calculation implementation unit 18 in FIG. 5A are initialized so as to realize center of gravity calculation for the connection group C1g in FIG. 5B.
第19図は重心計算実現部18の重心決定要素出力装置
40に対して行なわれる重心計算を実現するための重み
値の初期設定の具体例を示す。FIG. 19 shows a specific example of initial setting of weight values for realizing the center of gravity calculation performed on the center of gravity determining element output device 40 of the center of gravity calculation implementation unit 18.
重心決定要素出力装置40に設けられた2つの線形関数
ユニット40−1.40−2に対しては、前段の後件部
メンバシップ関数実現部14に設けられた9つの線形関
数ユニット38−1〜389のそれぞれが結線される。For the two linear function units 40-1 and 40-2 provided in the centroid determining element output device 40, the nine linear function units 38-1 provided in the consequent membership function realization unit 14 of the preceding stage ~389 are connected.
そして、この入力結線に対し図示のように重心計算に使
用する2つの重心導出値Y、、Y2を算出するための重
み値が設定される。Then, as shown in the figure, weight values for calculating two gravity center derived values Y, , Y2 used in the gravity center calculation are set for this input connection.
ファジィ制御にあっては一般的に次式に従って同一制御
出力位置についての縮小されたメンバシップ関数の関数
和で成る図形の重心を求めることでファジィ推論値であ
る制御出力Yを算出する方法を採用する。In fuzzy control, a method is generally adopted in which the control output Y, which is a fuzzy inference value, is calculated by finding the center of gravity of a figure consisting of the sum of functions of reduced membership functions for the same control output position according to the following formula: do.
Y−f gtade(y)ydy / f grade
(y)dy (6)この(6)式を実現するため
、後件部メンバシップ関数実現部14の線形関数ユニッ
ト38−1〜38−9から線形関数ユニット40−1に
対する結線の重み値として、制御出力Yの最小値Y=0
を起点に最大値Y=1まで等間隔をもって0から増加す
る重み値を割り付ける。一方、線形関数ユニット40−
2の入力結線に対しては、制御出力Yの最大値Y=1を
起点に最小値Y=0までの間に0から上記と同じ等間隔
をもって、例えば0から−1に減少する重み値を割り付
ける。Y-f gtade(y)ydy / f grade
(y) dy (6) In order to realize this equation (6), as the weight value of the connection from the linear function units 38-1 to 38-9 of the consequent membership function realization unit 14 to the linear function unit 40-1. , minimum value Y=0 of control output Y
Starting from 0, weight values are assigned that increase from 0 at equal intervals up to the maximum value Y=1. On the other hand, linear function unit 40-
For input connection No. 2, a weight value that decreases from 0 to -1, for example, from 0 to -1 at the same equal intervals as above, is set from the maximum value Y = 1 of the control output Y to the minimum value Y = 0. Assign.
このような線形関数ユニット40−1.40−2に対す
る入力結線の重み付けにより、前段の線形関数ユニット
38−1〜38−9のユニット出力値を01〜C,とす
ると、線形関数ユニット40−1は、
Y 1 = I C、+0.875 C2+0.75C
3十〇、625 C4+0.5 C5+0.375 C
6+0.25C7+ 0.125 CB + OC9(
7)を出力し、また線形関数ユニット40−2は、Yl
”OCI O,125C20,25C3−QJ75
C4−θ、5 c、 −0,625C6−0,75C,
−0,875C8+IC1(8)を出力する。By weighting the input connections to the linear function unit 40-1 and 40-2, if the unit output values of the linear function units 38-1 to 38-9 in the previous stage are 01 to C, the linear function unit 40-1 is, Y 1 = I C, +0.875 C2+0.75C
300, 625 C4+0.5 C5+0.375 C
6+0.25C7+0.125 CB+OC9(
7), and the linear function unit 40-2 outputs Yl
"OCI O, 125C20, 25C3-QJ75
C4-θ, 5 c, -0,625C6-0,75C,
-0,875C8+IC1(8) is output.
線形関数ユニット40−1.40−2から出力される重
心導出値Y、、Y2は重心算出装置42に与えられ、
Y=Y2 / (Y2−Y+ ) (9)
を使用して重心、即ちファジィ推論値である制御出力Y
が算出される。The centroid derived values Y, Y2 output from the linear function unit 40-1, 40-2 are given to the centroid calculation device 42, and Y=Y2/(Y2-Y+) (9)
using the control output Y, which is the center of gravity, that is, the fuzzy inference value
is calculated.
前記(9)式に前記(7)式及び(8)式を代入すると
、前記(9)式のYは、前記(6)式のYと一致するこ
とがわかる。By substituting the above equations (7) and (8) into the above equation (9), it can be seen that Y in the above equation (9) matches Y in the above equation (6).
以上の処理で第2図のステップS1〜S4に示したルー
ル部プリワイヤニューロに対する重み値の初期設定が終
了し、ステップS5に進む。With the above processing, the initial setting of the weight value for the rule section prewire neuron shown in steps S1 to S4 in FIG. 2 is completed, and the process proceeds to step S5.
[学習スケジュールの設定]
第2図のステップS5にあっては、初期設定の終了に続
いてルール部プリワイヤニューロに学習処理を行なわせ
るための学習計画、即ち学習スケジュールの設定を行な
う。この学習スケジュールの設定は第20図(a)に示
すフェーズ・グループ対応表の設定と、同図(b)に示
すグループ・結線対応表の設定の2つを行なう。[Setting of learning schedule] In step S5 of FIG. 2, following the completion of the initial settings, a learning plan, ie, a learning schedule, for causing the rule section pre-wired neuro to perform learning processing is set. This learning schedule is set by setting the phase/group correspondence table shown in FIG. 20(a) and setting the group/connection correspondence table shown in FIG. 20(b).
まず、フェーズ・グループ対応表は学習フェーズの進行
に対し各フェーズで学習対象となるニューロングループ
を設定する。本発明にあっては、重み初期値の設定後に
ルール部12、前件部メンバシップ関数実現部10の順
番に重みの学習を行なうことから、第20図(a)に示
すように、フェーズ1にルール部12に属するニューロ
ングループGd、Geを学習対象グループとして設定し
、またフェーズ2に前件部メンバシップ関数実現部10
に属するニューロングループGb、Gcを学習対象グル
ープとして設定する。First, the phase-group correspondence table sets neuron groups to be learned in each phase as the learning phase progresses. In the present invention, after setting the initial weight values, the rule unit 12 and the antecedent membership function realizing unit 10 perform weight learning in this order, so that the phase 1 In phase 2, the neuron groups Gd and Ge belonging to the rule unit 12 are set as learning target groups, and in phase 2, the antecedent membership function realization unit 10 is set.
The neuron groups Gb and Gc belonging to are set as learning target groups.
一方、グループ・結線対応表はルール部プリワイヤニュ
ーロにおける各二ニーロングループGa〜Ggと入力結
線グループCab−C1gとの対応関係を第20図(b
)に示すように設定する。On the other hand, the group/connection correspondence table shows the correspondence between each of the two knee long groups Ga to Gg in the rule section prewire neuron and the input connection group Cab-C1g in Figure 20 (b
).
このようなフェーズ・グループ対応表及びグループ・結
線対応表の設定が終了すると、第2図のステップS6に
進んで学習スケジューラを起動し、実際にルール部プリ
ワイヤニューロに対し学習データを与えて、パックプロ
パゲーション法により重みの学習を実行する。When the setting of the phase/group correspondence table and the group/connection correspondence table is completed, the process proceeds to step S6 in FIG. 2, starts the learning scheduler, and actually gives learning data to the rule section prewire neuron. Weight learning is performed using the pack propagation method.
[学習スケジューラの処理と構成]
第21図は本発明のルール部プリワイヤニューロの学習
処理フロー図を示す。この処理フロー図は例えば第22
図に示す装置構成により実現することができる
まず、学習処理のための装置構成を説明すると、第22
図において、ルール部プリワイヤニューロ100に対し
ては学習指示ユニット50と学習ユニット70が設けら
れる。学習指示ユニット50は学習スケジューラ52を
有し、学習スケジューラ52に対しては制御入力とその
制御入力に対する望ましい制御出力との対でなる学習信
号を格納した学習信号格納部54、第20図に示したフ
ェーズ・グループ対応表を格納したフェーズ・グループ
対応テープ56、及びグループ・結線対応表を格納した
グループ・結線対応テーブル58、更に学習収束判定部
60が設けられる。[Processing and Configuration of Learning Scheduler] FIG. 21 shows a flowchart of the learning process of the rule section pre-wire neuro of the present invention. This processing flow diagram is, for example, the 22nd
First, the device configuration for learning processing that can be realized by the device configuration shown in the figure will be explained.
In the figure, a learning instruction unit 50 and a learning unit 70 are provided for the rule section pre-wired neuron 100. The learning instruction unit 50 has a learning scheduler 52, and a learning signal storage section 54, shown in FIG. 20, stores a learning signal consisting of a control input and a desired control output corresponding to the control input. A phase/group correspondence tape 56 storing a phase/group correspondence table, a group/connection correspondence table 58 storing a group/connection correspondence table, and a learning convergence determination section 60 are provided.
一方、学習ユニット70には学習指示読取部72、学習
フラグ設定部74及びパックプロパゲーション法により
重み値を変更する重み変更部76が設けられる。On the other hand, the learning unit 70 is provided with a learning instruction reading section 72, a learning flag setting section 74, and a weight changing section 76 that changes weight values using the pack propagation method.
更に、第22図における装置構成の特徴は、ルール部プ
リワイヤニューロ100における各ユニットを結ぶ結線
に学習調整器80が設けられている点である。学習調整
器80は第23図に示す構成を有する。尚、学習調整器
80と共に重み変更部76を示している。学習調整器8
0にはフラグ保存部82、重み変更情報読取部84及び
重み変更量調整部86が設けられる。Furthermore, a feature of the device configuration in FIG. 22 is that a learning adjuster 80 is provided in the connection connecting each unit in the rule section prewire neuron 100. The learning adjuster 80 has the configuration shown in FIG. Note that the weight change unit 76 is shown together with the learning adjuster 80. Learning regulator 8
0 is provided with a flag storage section 82, a weight change information reading section 84, and a weight change amount adjustment section 86.
一方、重み変更部76にはパックプロパゲーション法に
よる重み演算を実行する重み演算部88、重み保存部9
0及び重み変更量保存部92が設けられる。On the other hand, the weight change unit 76 includes a weight calculation unit 88 that performs weight calculation based on the pack propagation method, and a weight storage unit 9.
0 and a weight change amount storage section 92 are provided.
このように、ルール部プリワイヤニューロ100の結線
毎に学習調整器80を設けることで、学習指示ユニット
50の学習スケジューラ52によリルール部プリワイヤ
ニューロ100に対し結線の重み値を変更するか否かを
決定する学習フラグを設定することができ、学習フラグ
が有効、即ちフラグオンとなっている結線に対してのみ
重みの学習を行なうことが可能となる。In this way, by providing the learning adjuster 80 for each connection of the rule section pre-wire neuron 100, it is possible to determine whether the learning scheduler 52 of the learning instruction unit 50 changes the weight value of the connection for the re-rule section pre-wire neuro 100. It is possible to set a learning flag that determines whether the learning flag is valid, that is, it is possible to perform weight learning only for connections for which the flag is turned on.
また、学習調整器80に対するフラグセットは、第2図
に示したようなファジィルールを実現可能なネットワー
ク構造をもたない一般的な階層ネットワークに対し、フ
ァジィルールを実行可能な前件部メンバシップ関数実現
部10、ルール部12及び後件部メンバシップ関数実現
部14で成る階層ネットワーク構造を特定する際にも使
用される。In addition, the flag set for the learning coordinator 80 sets the antecedent membership that can execute fuzzy rules for a general hierarchical network that does not have a network structure that can implement fuzzy rules as shown in FIG. It is also used when specifying a hierarchical network structure consisting of the function realization section 10, the rule section 12, and the consequent membership function realization section 14.
ファジィルールに適合した階層ネットワークを構成した
状態でパックプロパゲーション方により実際に学習させ
る際の重み値の調整は次のように行なわれる。When a hierarchical network conforming to fuzzy rules is configured, the weight values are adjusted as follows when actually learning is performed by the pack propagation method.
第23図において、学習調整器80の重み変更情報読取
部84が重み変更部76の重み変更量保存部92に対し
重み演算部88より重みの変更量が書き込まれているか
否かを監視している。重み変更情報読取部84で重みの
変更があったことを検知すると、その旨を重み変更量調
整部86に伝える。重み変更量調整部86はフラグ保存
部82の学習フラグを調べ、学習フラグがオンであれば
何もしない。即ち、重み変更量保存部92への書込みを
有効とする。一方、学習フラグがオフであれば、重み変
更量調整部86は重み変更部76の重み変更量保存部9
2にゼロを設定し、重み変更を無効とする。この学習ス
ケジューラのハードウェア構成は特願昭63−2278
25号の「ネットワーク構成データ処理装置の学習方式
」に示される。In FIG. 23, the weight change information reading unit 84 of the learning adjuster 80 monitors whether the weight change amount has been written by the weight calculation unit 88 to the weight change amount storage unit 92 of the weight change unit 76. There is. When the weight change information reading unit 84 detects that the weight has changed, it notifies the weight change amount adjustment unit 86 of the fact. The weight change amount adjustment unit 86 checks the learning flag in the flag storage unit 82, and does nothing if the learning flag is on. That is, writing to the weight change amount storage section 92 is made valid. On the other hand, if the learning flag is off, the weight change amount adjustment section 86 changes the weight change amount storage section 9 of the weight change section 76.
2 is set to zero to disable the weight change. The hardware configuration of this learning scheduler is disclosed in Japanese Patent Application No. 63-2278.
No. 25, “Learning method for network configuration data processing device”.
次に、第21図の学習処理フローを参照して、第22.
23図の装置構成に従ったルール部プリワイヤニューロ
の学習処理を説明する。Next, with reference to the learning processing flow in FIG. 21, Section 22.
The learning process of the rule section pre-wire neuron according to the device configuration shown in FIG. 23 will be explained.
まず学習指示ユニット50の学習スケジューラ52が起
動されると、まずステップ(以下「ステップ」は省略)
SLで学習フェーズの進行を示すフェーズカウンタiを
i=1にセットしてS2に進み、フェーズ・グループ対
応テーブル56を参照して学習フェーズi=lに対応す
るニューロングループ番号を読み出す。First, when the learning scheduler 52 of the learning instruction unit 50 is activated, the first step (hereinafter "step" is omitted) is to
At SL, a phase counter i indicating the progress of the learning phase is set to i=1, and the process proceeds to S2, where the neuron group number corresponding to the learning phase i=l is read out with reference to the phase/group correspondence table 56.
続いてS3に進み、ニューロングループ番号に対応した
結線グループ番号をグループ・結線対応テーブル58を
参照して読み出す。Next, the process advances to S3, and the connection group number corresponding to the neuron group number is read out with reference to the group/connection correspondence table 58.
続いてS4に進み、結線グループ番号を出力して結線グ
ループ番号に属する結線に設けられた学習調整器80の
学習フラグをオンする。Next, the process proceeds to S4, where the connection group number is output and the learning flag of the learning adjuster 80 provided to the connection belonging to the connection group number is turned on.
具体的には、学習指示ユニット50の学習スケジューラ
52から学習ユニット70の学習指示読取部72に対し
結線グループ番号を出力して読取らせる。学習支持読取
部72からの読取結果を受けた学習フラグ設定部74は
、学習指示を受けた結線グループ番号に属する結線に設
けられている学習調整器80のフラグ保存部82に対し
フラグオンを指令して学習フラグをセットする。Specifically, the learning scheduler 52 of the learning instruction unit 50 outputs the connection group number to the learning instruction reading section 72 of the learning unit 70 and causes it to read it. The learning flag setting unit 74 that receives the reading result from the learning support reading unit 72 instructs the flag storage unit 82 of the learning adjuster 80 provided in the connection belonging to the connection group number for which the learning instruction has been received to turn on the flag. and set the learning flag.
続いてS5に進んで、学習スケジューラ52は学習実行
指令を出して学習処理を開始させる。この学習処理は学
習信号格納部54に準備されている制御人力Xと、制御
人力Xに対する望ましい制御出力となる教師信号dを読
み出し、制御人カXをルール部プリワイヤニューロ10
0に与え、教師信号dは重み変更部76及び学習収束判
定部60に与える。そして、学習人力Xを受けたルール
部プリワイヤニューロ100から出力される制御出力Y
を重み変更部76及び学習収束判定部60に取り込み、
重み変更部76にあってはパックプロパゲーション法に
従って重み値の変更を行ない、学習収束判定部60で教
師信号dに対する制御出力Yの誤差が規定値以下となっ
たとき学習終了を判定して学習処理を終了する。Next, the process proceeds to S5, where the learning scheduler 52 issues a learning execution command to start the learning process. This learning process reads out the control force X prepared in the learning signal storage unit 54 and the teacher signal d which is a desired control output for the control force
0, and the teacher signal d is given to the weight changing unit 76 and the learning convergence determining unit 60. Then, the control output Y output from the rule section prewire neuro 100 that receives the learning human power X
is taken into the weight change unit 76 and learning convergence determination unit 60,
The weight changing unit 76 changes the weight values according to the pack propagation method, and the learning convergence determining unit 60 determines the end of learning when the error of the control output Y with respect to the teacher signal d becomes equal to or less than a specified value. Finish the process.
S5の学習実行指令に基づいて学習処理が終了すると、
S6でフェーズカウンタiを1つインクリメントし、S
7で学習フェーズの終わりをチエツクする。本発明の学
習処理にあっては、フェーズ1で終了することから、そ
のまま一連の処理を終了する。When the learning process ends based on the learning execution command in S5,
Increment the phase counter i by one in S6, and
Check the end of the learning phase at 7. Since the learning process of the present invention ends at phase 1, the series of processes ends as is.
[パックプロパゲーション法による学習原理1次に本発
明のパックプロパゲーション法による重み学習原理を階
層型ネットワークと共に説明する。[Principle of learning by pack propagation method 1 Next, the principle of weight learning by the pack propagation method of the present invention will be explained together with the hierarchical network.
第24図は一般的な階層型ニューラルネットワークを示
したもので、ユニ・ソトと呼ばれる一種のノードと重み
をもつ内部結合とから構成される。FIG. 24 shows a general hierarchical neural network, which is composed of a type of node called uni-soto and internal connections with weights.
第24図では入力装置としてのh層、中間層としてのi
層、出力層としてのj層を示している。勿論、中間層と
してのi層は1層であるが、複数の中間層があっても同
じであ名。各ユニットは第4図に示した構成をもち、ユ
ニットで行なわれる演算は基本ユニット20について示
した前記(1)(2)式となる。パックプロパゲーショ
ン法では階層ネットワークの重み値Wihと閾値θiと
を誤差のフィードバックにより適応的に自動調整して学
習する。前記(1)(2)式から明らかなように、重み
値Wihと閾値θiとの調節は同時に実行される必要が
あるが、この作業は相互に干渉する難しい作業となる。In Figure 24, the h layer is the input device, and the i layer is the intermediate layer.
layer, and the j layer as the output layer. Of course, there is only one i-layer as an intermediate layer, but even if there are multiple intermediate layers, they have the same name. Each unit has the configuration shown in FIG. 4, and the calculations performed in the unit are as shown in equations (1) and (2) above for the basic unit 20. In the pack propagation method, the weight value Wih and threshold value θi of the hierarchical network are adaptively and automatically adjusted and learned using error feedback. As is clear from equations (1) and (2) above, it is necessary to adjust the weight value Wih and the threshold value θi at the same time, but this work is a difficult work that interferes with each other.
そこで、本願出願人にあっては通常のユニット以外に、
入力側のh層に常に出力値が1であるユニットを設け、
この出力値1のユニットからの入力結線に対し閾値θi
を重み値として割り付けることで、閾値θiを重み値W
i hの中に組み込んで閾値θiを重み値として扱う
ことができるパックプロパゲーション法を提案している
(特願昭62−333484号)。Therefore, in addition to the normal unit, the applicant of this application has
A unit whose output value is always 1 is provided in the h layer on the input side,
Threshold value θi for input connection from this unit with output value 1
By assigning as a weight value, the threshold θi becomes the weight value W
A pack propagation method has been proposed in which the threshold value θi can be treated as a weight value by incorporating it into i h (Japanese Patent Application No. 62-333484).
このようにすることで、前記(1)(2)式はx pl
=Σ’J phW + h (I
f)y、、=: 1/ (1+eXp(Xpl) )
(12)で表わされることとなり、閾値θiは表
われてこない。By doing this, the above equations (1) and (2) become x pl
=Σ'J phW + h (I
f) y,, =: 1/ (1+eXp(Xpl))
(12), and the threshold value θi does not appear.
前記(11)(12)式からの展開によって次の(13
)(14)式が得られる。By expanding from equations (11) and (12) above, we get the following (13)
) (14) is obtained.
Xpl”ΣypIW目 (13)y
、、= 1/ (1+exp(xp+) ) (
14)但し、
j :j層のユニット番号
W、、:i−j層間の内部結合の重み値x、、:i層の
各ユニットからj層の1番ユニットへの入力の積和
Vp+’l)番目パターンの入力信号に対するj層の1
番ユニットからの出力
第22図の重み変更部76では学習用の入カバターンX
が提示されたときに出力層jから出力される出カバター
ンY+++と出カバターン”l+++のとるべき信号で
ある教師パターンdpiを受けると、両者の差分値
(apt−yp+)
を算出し、次に
δp+=Yp+ (13’p+) (apt !−
+) (15)を算出する。続いて、
ΔW+I(tl =εΣδ、、y、l十ζΔW、(+
−+)但し、ε:学習定数
ζ:モーメンタム
t:学習回数
に従ってi層とj層間の重み値の更新量ΔWI(1)を
算出する。ここで、前記(I6)式右辺第2項で前回の
更新サイクル時に決定された重み値の更新量にかかるも
のを加算するのは、学習の高速化を図るためである。Xpl”ΣypIWth (13)y
,,= 1/ (1+exp(xp+) ) (
14) However, j: unit number W of the j layer, , : weight value x of internal connection between the i-j layers, , : sum of products Vp+'l of input from each unit of the i layer to the 1st unit of the j layer 1 of layer j for the input signal of )th pattern
The weight changing section 76 in FIG. 22 outputs the input cover turn X for learning.
When receiving the teacher pattern dpi, which is the signal that should be taken by the output cover turn Y+++ and the output cover turn "l+++" output from the output layer j when the output layer j is presented, the difference value (apt-yp+) between the two is calculated, and then δp+ =Yp+ (13'p+) (apt !-
+) Calculate (15). Subsequently, ΔW+I(tl =εΣδ,, y, l×ζΔW, (+
-+) However, ε: Learning constant ζ: Momentum t: The update amount ΔWI(1) of the weight value between the i layer and the j layer is calculated according to the number of learning times. Here, the reason for adding the weight value update amount determined in the previous update cycle in the second term on the right side of equation (I6) is to speed up learning.
続いて、重み値変更部76は前記(15)式で算出した
Δδ、1を用いて
δ−+= V pl(1”j pi)Σδo+WI+(
t−1) (17)を算出し、次に
Δw+h(+) =εΣδp+Vph+ζΔwlh(
+−t)に従ってh層とi層の重み値の更新量Δw+h
(+)を算出する。Subsequently, the weight value changing unit 76 uses Δδ, 1 calculated by the above equation (15) to calculate δ−+=V pl(1”j pi)Σδo+WI+(
t-1) (17), then Δw+h(+) =εΣδp+Vph+ζΔwlh(
+-t), update amount Δw+h of weight values of h layer and i layer
Calculate (+).
続いて重み変更部76は前記(16)式及び(18)式
で算出した更新量に従って次の更新サイクルのための重
み値を
として決定する。以上の重み値の更新を学習用の入カバ
ターンに対する出カバターンy−が教師パターンapl
に一致する重み値が得られるように学習処理を繰り返す
。Subsequently, the weight change unit 76 determines the weight value for the next update cycle according to the update amounts calculated by the equations (16) and (18). To update the above weight values, the output pattern y- for the input pattern pattern for learning is the teacher pattern apl.
The learning process is repeated so that a weight value that matches is obtained.
一方、第24図の階層ネットワークを構成するユニット
が線形関数ユニットであった場合には、前記(14)式
は
V pi = X p ノ
(20)と表わされる。こ
の線形関数ユニットにおける前記(15)式及び(17
)式は
δ、、= d pi V pl
(21)δ、1=写δ−+Wx (t 1)
(22)と現わされる。On the other hand, if the units constituting the hierarchical network in FIG. 24 are linear function units, the above equation (14) becomes V pi = X p
(20). The above equation (15) and (17) in this linear function unit
) formula is δ,, = d pi V pl
(21) δ, 1 = copy δ−+Wx (t 1)
It appears as (22).
[本発明の重み学習処理コ
第25図は第5A図に示した本発明のルール部プリワイ
ヤニューロに対しバックプロパゲーション法により行な
う重み学習の処理フロー図である。[Weight Learning Process of the Present Invention] FIG. 25 is a process flow diagram of weight learning performed by the back propagation method for the rule section pre-wired neuron of the present invention shown in FIG. 5A.
この学習処理フローにおける各部のパラメータは第26
図に示すように定めている。The parameters of each part in this learning process flow are the 26th
It is defined as shown in the figure.
第26図は第5A図のルール部プリワイヤニューロの階
層構造を概略的に示したもので、図示のように第1層か
ら第6層までの6層構造をもっており、第1層及び第3
層がシグモイド関数ユニットで構成され、残りは線形関
数ユニットで構成されている。FIG. 26 schematically shows the hierarchical structure of the rule section pre-wire neuron in FIG. 5A. As shown, it has a six-layer structure from the first layer to the sixth layer.
The layer is made up of sigmoid function units, and the rest are made up of linear function units.
また、ルール部プリワイヤニューロから出力されるファ
ジィ推論値、即ち制御出力値をy6としており、1つの
フェーズでの学習処理は第6層から第5層、第4層、第
3層、第2層、第1層というように順次行なう。この階
層毎の学習の進行はiカウンタで示される。即ち、初期
状態でiカウンタはi層6にセットされている。更に、
ルール部12の重み学習を行なうフェーズ1にあっては
、ルール部12の前段に位置する第3層の学習終了でフ
ェーズ1を終了する。また、前件部メンバシップ関数実
現部10の重みを学習するフェーズ2にあっては、第1
層の学習終了で処理を終了する。In addition, the fuzzy inference value output from the pre-wire neuron in the rule section, that is, the control output value, is y6, and the learning process in one phase is performed from the 6th layer to the 5th layer, the 4th layer, the 3rd layer, and the 2nd layer. This is done sequentially such as layer, first layer, and so on. The progress of learning for each layer is indicated by an i counter. That is, the i counter is set in the i layer 6 in the initial state. Furthermore,
In phase 1 in which the weight learning of the rule section 12 is performed, phase 1 ends when the learning of the third layer located before the rule section 12 is completed. In addition, in phase 2 of learning the weights of the antecedent membership function realization unit 10, the first
The process ends when the learning of the layer is completed.
更にまた説明を簡単にするため、wl、l−1とΔW、
、、−1はマトリックスを示し、その大きさ(i層目の
ニューロン数) x (i−1層目のニューロン数)と
なる。更にまた、δiとyiはベクトルを示し、大きさ
はi番目の層のニューロン数と同じになる。Furthermore, to simplify the explanation, wl, l-1 and ΔW,
,, -1 indicates a matrix, and its size is (number of neurons in the i-th layer) x (number of neurons in the i-1th layer). Furthermore, δi and yi represent vectors whose size is the same as the number of neurons in the i-th layer.
この第26図に示す各部のパラメータを前提に、第25
図の重み学習処理フローをフェーズ1とフェーズ2に分
けて説明すると次のようになる。Based on the parameters of each part shown in FIG.
The weight learning processing flow shown in the figure can be explained by dividing it into phase 1 and phase 2 as follows.
■フェーズ1
フェーズ1はルール部12に属する第3層と第4層のニ
ューロングループGd、Geの入力結線の重みを学習す
る。(1) Phase 1 In phase 1, the weights of the input connections of the neuron groups Gd and Ge in the third and fourth layers belonging to the rule section 12 are learned.
まずSlで学習対象層を設定するカウンタiをイニシャ
ライズする。具体的には、第26図に示したように6層
構造であることからカウンタiをi層6に初期設定する
。この初期設定により第6層目が学習対象として指定さ
れる。First, a counter i for setting a learning target layer is initialized using Sl. Specifically, since the device has a six-layer structure as shown in FIG. 26, the counter i is initially set to the i-layer 6. With this initial setting, the sixth layer is designated as the learning target.
次に82に進み、シグモイド関数ユニットか否か判定す
る。第6層にあっては線形関数ユニットであることから
814に進み、最終段の階層か否か判定する。第6層目
は最終段であることから815に進み、そのとき得られ
ている教師信号dと制御出力y6を使用して前記(21
)式と同様の式に従って差分値δ6を求める。Next, the process proceeds to 82, where it is determined whether the unit is a sigmoid function unit. Since the sixth layer is a linear function unit, the process proceeds to 814, where it is determined whether it is the final layer. Since the sixth layer is the final stage, the process proceeds to 815, and uses the teacher signal d and control output y6 obtained at that time to
) The difference value δ6 is determined according to a formula similar to the formula.
次に86に進み、重みを学習するユニットか否か判定す
る。このとき第6層は学習対象から外されているため、
具体的には結線に設けられた学習調整器80の学習フラ
グがオフとなっているため、S8に進んで重み更新量Δ
W6.をΔWb、”=OとしてS9に進み、重み値の更
新は行なわない。続いてS12に進んでカウンタiが最
終学習層Eか否か判定する。フェーズ1にあっては最終
学習層は第3層目となり、第6層目の終了ではi=6で
あることから、S13に進んでカウンタiを1つデクリ
メントしてi=5とし、S2に戻って次の第5層の学習
に入る。Next, the process proceeds to 86, where it is determined whether the unit is to learn weights. At this time, the 6th layer is excluded from the learning target, so
Specifically, since the learning flag of the learning adjuster 80 provided in the connection is off, the process proceeds to S8 and the weight update amount Δ
W6. is set to ΔWb, "=O, and the process proceeds to S9, and the weight value is not updated. Next, the process proceeds to S12, where it is determined whether the counter i is the final learning layer E. In phase 1, the final learning layer is the third learning layer. Since i=6 at the end of the sixth layer, the process proceeds to S13, where the counter i is decremented by one to make i=5, and the process returns to S2 to start learning the next fifth layer.
第5層についても、線形関数ユニットであることらS2
から814に進むが、最終段階層でないことから816
に進んで、前記(22)式と同様の式に従って差分値δ
、を求める。Regarding the fifth layer, since it is a linear function unit, S2
The process proceeds to 814, but since it is not the final stage layer, the process proceeds to 816.
Then, the difference value δ is calculated according to a formula similar to the formula (22) above.
, find.
次に86に進んで学習対象となっているか否か判定し、
後件部メンバシップ関数実現部14に属する第5層は学
習対象となっていないことから88、S9を通ることで
重み値W54の更新は行なわない。以下、第5層の最終
ユニットに達するまで同様の処理を繰り返す。Next, proceed to 86 to determine whether it is a learning target,
Since the fifth layer belonging to the consequent membership function realizing unit 14 is not a learning target, the weight value W54 is not updated by going through S9 88. Thereafter, similar processing is repeated until the final unit of the fifth layer is reached.
第5層の処理が終了すると第4層の処理に進む。When the fifth layer processing is completed, the process proceeds to the fourth layer.
第4層はシグモイド関数ユニットを使用しており、且つ
ルール部12にあることから学習対象とじて指定されて
いる。従って、S2からS14を経てS16で差分値δ
4を算出すると36から87に進み、S5で算出した差
分値δ3を使用して前記(16)、(18)式と同様の
式に従って重み更新量ΔW43を算出し、S9で前記(
19)式と同様の式に従って重み値W43を更新する。The fourth layer uses a sigmoid function unit, and since it is in the rule section 12, it is designated as a learning target. Therefore, from S2 to S14, in S16, the difference value δ
4 is calculated, the process proceeds from 36 to 87, where the weight update amount ΔW43 is calculated using the difference value δ3 calculated in S5 according to formulas similar to the formulas (16) and (18), and in S9, the weight update amount ΔW43 is calculated as described above (
The weight value W43 is updated according to a formula similar to formula 19).
以下、第4層の最終ユニットに進むまで同様な処理を繰
り返し、第4層の処理を終了すると第3層に進む。第3
層はシグモイド関数ユニットであり、且つルール部12
に属していることから学習対象となっている。従って3
2.S3を介してS5に進み、シグモイド関数ユニット
固有の差分値δ3を前記(17)式と同様の演算式によ
り求め、S6から87に進んでS5で算出した差分値δ
3を使用して重み更新量ΔW3□を算出し、S9で重み
値W、2を更新する。以下、第3層についてもS10で
ユニット最終値が得られるまで同様な処理を繰り返す。Thereafter, the same process is repeated until proceeding to the final unit of the fourth layer, and when the process of the fourth layer is completed, the process proceeds to the third layer. Third
The layer is a sigmoid function unit, and the rule part 12
It is a subject of study because it belongs to . Therefore 3
2. Proceeding to S5 via S3, the difference value δ3 specific to the sigmoid function unit is calculated using the same calculation formula as the above-mentioned formula (17), and the process proceeds from S6 to 87, where the difference value δ calculated in S5 is calculated.
3 is used to calculate the weight update amount ΔW3□, and the weight value W, 2 is updated in S9. Thereafter, similar processing is repeated for the third layer until the final unit value is obtained in S10.
810で第3層の最終ユニットが判別されると、S12
でiカウンタの値がフェーズ終了を示す最終階層E=3
であることから、フェーズ1の一連の学習処理を終了す
る。When the final unit of the third layer is determined in 810, the process proceeds to step S12.
At the final layer E = 3, the value of the i counter indicates the end of the phase.
Therefore, the series of learning processing in phase 1 ends.
■フェーズ2
フェーズ2にあっては、前件部メンバシップ関数実現部
10に含まれる第1層及び第2層のニューロングループ
Gb、Gcの結線グループ番号Cab、 Cbcの重
み値を学習する。この学習処理はフェーズ1の場合と同
様、第26図の最終階層の第6層から前段の層に向けて
順次行なっていく。(2) Phase 2 In Phase 2, the weight values of the connection group numbers Cab and Cbc of the neuron groups Gb and Gc in the first and second layers included in the antecedent membership function realizing unit 10 are learned. As in the case of Phase 1, this learning process is performed sequentially from the sixth layer of the final layer in FIG. 26 to the previous layer.
そして、第6層から第3層までは学習対象から除かれて
いるため、84,35,815,816における差分値
δiは計算するが、S7における重み更新量ΔWは計算
されず、S8でΔW=0として処理を続ける。Since the 6th to 3rd layers are excluded from the learning target, the difference value δi at 84, 35, 815, and 816 is calculated, but the weight update amount ΔW at S7 is not calculated, and ΔW = 0 and continue processing.
そして、第2層の処理に進んだときに、第2層は線形関
数ユニットであることから816で求められた差分値δ
2を使用してS7で重み更新量が求められて、S9で重
み値の更新が行なわれる。Then, when proceeding to the processing of the second layer, since the second layer is a linear function unit, the difference value δ obtained in 816
2 is used to determine the weight update amount in S7, and the weight value is updated in S9.
第2層の重み学習が終了して第1層の処理に進むと、第
1層はシグモイド関数ユニットであることからS5で差
分値δ、を求め、S7で重み更新量を算出してS9で重
み値の更新を行なう。When the weight learning of the second layer is completed and the process proceeds to the first layer, the difference value δ is calculated in S5 since the first layer is a sigmoid function unit, the weight update amount is calculated in S7, and the amount of weight update is calculated in S9. Update the weight values.
第1層の最終ユニットの処理が終了すると810から8
12に進み、S12における終了階層Eはフェーズ2に
あってはE=1にセットされているため、i=Eとなっ
てフェーズ2の処理を終了する。When the processing of the last unit of the first layer is completed, 810 to 8
The process proceeds to step 12, and since the ending hierarchy E in S12 is set to E=1 in phase 2, i=E, and the process of phase 2 ends.
[乱数を用いた重みの初期設定]
次に第27図の学習動作フロー図を参照して本発明の学
習方法の他の実施例を説明する。[Initial Setting of Weights Using Random Numbers] Next, another embodiment of the learning method of the present invention will be described with reference to the learning operation flow diagram of FIG. 27.
第27図に示す学習処理にあっては、ステップS2で行
なうルール部12に対する重み値の初期設定として乱数
を用いてランダムに重み値を初期設定するようにしたこ
とを特徴とする。また部分的に予め持っている知識があ
るときには、この知識に基づいた設定を行ってもよい。The learning process shown in FIG. 27 is characterized in that the weight values are randomly initialized using random numbers as the initial setting of the weight values for the rule section 12 in step S2. Furthermore, if there is some knowledge that is previously held, settings may be made based on this knowledge.
この場合、前件部メンバシップ関数実現部10及び後件
部メンバシップ関数実現部14に対する重み値の初期設
定は、第2図の第1実施例と同様、予め持っている知識
の導入に基づいて行なっている。それ以外のステップS
4.S5.S6の処理については第2図の第1実施例と
同じである。In this case, the initial setting of the weight values for the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 14 is based on the introduction of pre-existing knowledge, similar to the first embodiment in FIG. is being carried out. Other steps S
4. S5. The processing at S6 is the same as the first embodiment shown in FIG.
[その他]
尚、上記の実施例は第5A図に示したように2つの制御
入力X、、X2を対象としたファジィルールを実現する
ルール部プリワイヤニューロを例にとるものであったが
、制御入力は1または3以上の適宜の入力数としてもよ
いことは勿論である。[Others] Note that the above embodiment takes as an example the rule section pre-wired neuro that implements fuzzy rules targeting two control inputs X, , and X2 as shown in FIG. 5A. Of course, the number of control inputs may be one or three or more.
また、上記の実施例にあっては、第6,7図に示した
y=1/ (1+e−wx” ) (23
)となるメンバシップ関数を例にとるものであったが、
第28図に示すように2つのシグモイド関数ユニット9
4−1.94−2のユニット出力を減算ユニット96に
与えて同図(b)のシグモイド関数を実現するようにし
てもよい。この場合のユニット出力yは
y =1/(1−e −”x−” ) −1/(]
−e −w2x′” )と表現することができる。In addition, in the above embodiment, y=1/(1+e−wx”)(23
) was taken as an example of the membership function, but
Two sigmoid function units 9 as shown in FIG.
The unit output of 4-1.94-2 may be applied to the subtraction unit 96 to realize the sigmoid function shown in FIG. 4(b). In this case, the unit output y is y = 1/(1-e −”x-” ) −1/(]
−e −w2x′”).
更に、第5A図の後件部メンバシップ関数実現部14は
初期値を固定的に設定して重みの学習は行なわないこと
から、プリワイヤニューロによらず通常のハードウェア
で構成してもよい。Furthermore, since the consequent membership function realization unit 14 in FIG. 5A sets the initial value fixedly and does not perform weight learning, it may be configured with ordinary hardware instead of pre-wired neurons. .
[発明の効果]
以上説明してきたように本発明によれば、ルール部の重
み値の初期設定は予め持っている知識の導入または乱数
を用いて行ない、前件部メンバシップ関数実現部及び後
件部メンバシップ関数実現部の重み値の初期設定は予め
持っている知識の導入に基づいて行ない、重み値の初期
設定後にまずルール部の重み学習を行ない、その後に前
件部メンバシップ関数実現部の重み学習を行なうことで
、予め持っている知識を導入して初期設定を行なった前
件部メンバシップ関数実現部及び後件部メンバシップ関
数実現部の重みを生かしながら、ルール部及び前件部メ
ンバシップ関数実現部の各重みをシステムに適合した最
適値に調整する学習を効率良く行なうことができ、任意
の制御システムをファジィルールにより実現する際に、
より効率的な結線の重み解析を達成することができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the initial setting of the weight value of the rule part is performed by introducing pre-existing knowledge or using random numbers, and The initial setting of the weight values of the subject membership function realization part is done based on the introduction of the knowledge that is held in advance, and after the initial setting of the weight values, the weight learning of the rule part is performed first, and then the antecedent part membership function realization is performed. By learning the weights of the rule part and the previous part, while making use of the weights of the antecedent part membership function realization part and the consequent part membership function realization part, which have been initialized by introducing knowledge that they have in advance, It is possible to efficiently perform learning to adjust each weight of the subject membership function realization part to the optimal value suitable for the system, and when realizing an arbitrary control system using fuzzy rules,
A more efficient connection weight analysis can be achieved.
また予め持っている知識を導入した重みの初期設定によ
り、学習が容易にでき学習効率を高めることができる。In addition, the initial setting of weights that incorporates pre-existing knowledge facilitates learning and improves learning efficiency.
更に、乱数を利用したルール部の重みの初期設定または
予め持っている知識と乱数の併用による重みの初期設定
により、ニューロによる学習機能を最大限に引き出すこ
とができる。Furthermore, by initializing the weights of the rule section using random numbers or by using a combination of pre-existing knowledge and random numbers, it is possible to maximize the neuro-based learning function.
第1図は本発明の原理説明図;
第2図は本発明の学習動作フロー図;
第3図は本発明のルール部プリワイヤニューロの実施例
構成図;
第4図は基本ユニット説明図;
第5A図は本発明のルール部プリワイヤニューロの具体
的な実施例構成図;
第5B図は第5A図のニューロングループ及び結線グル
ープの説明図;
第6図は本発明の前件部メンバシップ関数実現部の初期
設定説明図;
第7図は前件部のメンバシップ関数説明図;第8図は本
発明のルール部初期設定説明図:第9図は本発明のルー
ル部ユニット説明図;第10図は第9図のファジィルー
ルL1説明図;第11図は第9図のファジィルールL2
説明図;第12図は第9図のファジィルールL3説明図
;第13図は第9図のファジィルールL4説明図;第1
4図は第9図のファジィルールL5説明図;第15図は
第9図のファジィルールL6説明図;第16図は第9図
のファジィルールL7説明図;第17図は第9図のファ
ジィルールL8説明図;第18図は本発明の後件部メン
バシップ関数実現部の初期設定説明図;
第19図は本発明の重心計算実現部の初期設定説明図;
第20図は本発明のフェーズ・グループ対応表及びグル
ープ・結線対応表の設定説明図;第21図は本発明の学
習処理フロー図;第22図は本発明による学習処理の装
置構成図;第23図は第22図の結線毎に設けた学習調
整署構成図;
第24図は一般的な階層ニューラル・ネットワーク説明
図;
第25図は本発明の重み学習処理フロー図;第26図は
第25図の各部のパラメータ説明図;第27図は本発明
の他の実施例を示した動作フ【−図;
第28図は本発明に用いる他のメンバシップ関刻の説明
図である。
図中、
10:
12=
14:
16:
18:
前件部メンバシップ関数実現部
ルール部
後件部メンバシップ関数実現部
入力部
重心計算実現部
20:基本ユニット
22:乗算部
24:加算部
26:閾値処理部
28−1.28−2.32−1〜32−4.38−]
〜38−’1.4L1.40−2線形関数ユニツ
30−1〜30−2.34−1〜34−8.94−19
4−2 :シグモイド関数ユニッ
40=重心決定要素出力装置
42:重心算出装置
50:学習指示ユニット
52:学習スケジューラ
54:学習信号格納部
56:フェーズ・グループ対応テーブル58ニゲループ
・フェーズ対応テーブル60:学習収束判定部
70:学習ユニット
72:学習指示読取部
74:学習フラグ設定部
76:重み変更部
80:学習調整器
82・フラグ保存部
84:重み変更情報読取部
86:重み変更量調整部
88:重み演算部
90:重み保存部
92:重み変更量保存部
96:減算ユニット
100:ルール部プリワイヤニューロFig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention; Fig. 2 is a learning operation flow diagram of the present invention; Fig. 3 is a configuration diagram of an embodiment of the rule section pre-wired neuron of the present invention; Fig. 4 is an explanatory diagram of the basic unit; FIG. 5A is a specific example configuration diagram of the rule section prewire neuron of the present invention; FIG. 5B is an explanatory diagram of the neuron group and connection group of FIG. 5A; FIG. 6 is an antecedent section membership of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram of the membership function of the antecedent part; FIG. 8 is an explanatory diagram of the initial setting of the rule section of the present invention; FIG. 9 is an explanatory diagram of the rule section unit of the present invention; Figure 10 is an explanatory diagram of fuzzy rule L1 in Figure 9; Figure 11 is an explanatory diagram of fuzzy rule L2 in Figure 9.
Explanatory diagram; FIG. 12 is an explanatory diagram of fuzzy rule L3 in FIG. 9; FIG. 13 is an explanatory diagram of fuzzy rule L4 in FIG. 9;
4 is an explanatory diagram of fuzzy rule L5 in FIG. 9; FIG. 15 is an explanatory diagram of fuzzy rule L6 in FIG. 9; FIG. 16 is an explanatory diagram of fuzzy rule L7 in FIG. 9; An explanatory diagram of rule L8; FIG. 18 is an explanatory diagram of the initial settings of the consequent membership function implementation unit of the present invention; FIG. 19 is an explanatory diagram of the initial settings of the center of gravity calculation implementation unit of the invention; An explanatory diagram of the settings of the phase/group correspondence table and the group/connection correspondence table; Fig. 21 is a flowchart of the learning process of the present invention; Fig. 22 is a diagram of the device configuration of the learning process of the present invention; Fig. 23 is the same as that of Fig. 22. A configuration diagram of the learning adjustment station provided for each connection; Figure 24 is an explanatory diagram of a general hierarchical neural network; Figure 25 is a flow diagram of the weight learning process of the present invention; Figure 26 is an explanation of the parameters of each part in Figure 25. FIG. 27 is an operational diagram showing another embodiment of the present invention; FIG. 28 is an explanatory diagram of another membership link used in the present invention. In the figure, 10: 12 = 14: 16: 18: Antecedent part Membership function realization part Rule part Consequent part Membership function realization part Input part Centroid calculation realization part 20: Basic unit 22: Multiplication part 24: Addition part 26 :Threshold value processing unit 28-1.28-2.32-1 to 32-4.38-]
~38-'1.4L1.40-2 Linear Function Units 30-1 ~30-2.34-1 ~34-8.94-19
4-2: Sigmoid function unit 40 = center of gravity determining element output device 42: center of gravity calculation device 50: learning instruction unit 52: learning scheduler 54: learning signal storage section 56: phase/group correspondence table 58 niger loop/phase correspondence table 60: learning Convergence determination section 70: Learning unit 72: Learning instruction reading section 74: Learning flag setting section 76: Weight changing section 80: Learning adjuster 82/flag storage section 84: Weight change information reading section 86: Weight change amount adjustment section 88: Weight calculation section 90: Weight storage section 92: Weight change amount storage section 96: Subtraction unit 100: Rule section pre-wire neuro
Claims (6)
複数階層でなるルール部(12)、及び後件部メンバシ
ップ関数実現部(14)でなる階層ネットワークを有し
、前記ルール部(12)は前段の前件メンバシップ関数
実現部(10)及び又は後段の後件部メンバシップ関数
実現部(14)との間で全ユニット間を内部結合せずに
制御ルールに従って一部を内部結合して成り、入力され
る制御状態量(X_1、X_2、・・・X_n)に対応
する1又は複数の制御操作量(Y)を出力するルール部
プリワイヤニューロの学習方法に於いて、 前記前件部メンバシップ関数実現部(10)、ルール部
(12)、及び後件部メンバシップ関数実現部(14)
の各々に重み初期値を設定する第1過程と;学習データ
を使用して前記ルール部(12)の重みのみを学習させ
る第2過程と; 該第2過程終了後に学習データを使用して学習データを
使用して前記前件部メンバシップ関数部(10)の重み
のみを学習させる第3過程と;を備えたことを特徴とす
るルール部プリワイヤニューロの学習方法。(1) It has a hierarchical network consisting of an antecedent part membership function realization part (10), a rule part (12) consisting of one or more layers, and a consequent part membership function realization part (14), and the rule part (12) does not internally connect all units with the antecedent membership function realization unit (10) in the previous stage and/or the consequent membership function realization unit (14) in the subsequent stage, but only some parts according to the control rule. In a learning method of a rule section pre-wired neuro that is internally coupled and outputs one or more control operation quantities (Y) corresponding to input control state quantities (X_1, X_2,...X_n), The antecedent membership function realization unit (10), the rule unit (12), and the consequent membership function realization unit (14)
a first step of setting initial weight values for each of the; a second step of learning only the weights of the rule section (12) using the learning data; and learning using the learning data after the second step is completed. A method for learning a rule section pre-wire neuro, comprising: a third step of learning only the weight of the antecedent membership function section (10) using data.
いる知識に基づいて作成された重み初期値を前記前件部
メンバシップ関数実現部(10)、ルール部(12)、
及び後件部メンバシップ関数実現部(14)の各々に設
定したことを特徴とする請求項1記載のルール部プリワ
イヤニューロの学習方法。(2) The setting of the initial weight values in the first step is carried out by using the initial weight values created based on knowledge held in advance by the antecedent membership function realization unit (10), the rule unit (12),
and the consequent membership function realization unit (14), respectively.
部(12)に乱数を用いて作成された重み初期値を設定
し、前記前件部メンバシップ関数実現部(10)及び後
件部メンバシップ関数実現部(14)には予め持ってい
る知識に基づいて作成された重み初期値を設定したこと
を特徴とする請求項1記載のルール部プリワイヤニュー
ロの学習方法。(3) To set the initial weight values in the first process, initial weight values created using random numbers are set in the rule section (12), and the antecedent membership function realization section (10) and the post 2. The method for learning a rule section prewire neuron according to claim 1, wherein initial weight values created based on knowledge held in advance are set in the subject membership function realization section (14).
期値の設定は、予め持っている知識で設定可能な重みは
該知識で初期設定し、その他は乱数を用いて初期設定す
ることを特徴とする請求項1記載のルール部プリワイヤ
ニューロの学習方法。(4) In setting the initial weight values of the rule section (12) in the first step, weights that can be set based on knowledge held in advance are initialized using this knowledge, and other weights are initialized using random numbers. A learning method for a rule section pre-wired neuron according to claim 1.
2)の結線毎に設けられた学習フラグをオンすると共に
、前記前件部メンバシップ関数実現部(10)及び後件
部メンバシップ関数実現部(14)の結線毎に設けられ
た学習フラグをオフし、オン状態にある学習フラグを有
する結線の重み値のみを学習処理により最適化すること
を特徴とする請求項1記載のルール部プリワイヤニュー
ロの学習方法。(5) At the start of learning in the second process, the rule section (1
In addition to turning on the learning flag provided for each connection in 2), the learning flag provided for each connection of the antecedent membership function realization unit (10) and the consequent membership function realization unit (14) is turned on. 2. A learning method for a rule section pre-wired neuron according to claim 1, wherein only the weight values of connections having learning flags that are turned off and turned on are optimized through learning processing.
シップ関数実現部(10)の結線毎に設けられた学習フ
ラグをオンすると共に、前記ルール部(12)及び後件
部メンバシップ関数実現部(14)の結線毎に設けられ
た学習フラグをオフし、オン状態にある学習フラグを有
する結線の重み値のみを学習処理により最適化すること
を特徴とする請求項1記載のルール部プリワイヤニュー
ロの学習方法。(6) At the start of learning in the third step, turn on the learning flag provided for each connection of the antecedent membership function realization unit (10), and set the rule unit (12) and consequent membership The rule according to claim 1, characterized in that a learning flag provided for each connection of the function realization unit (14) is turned off, and only the weight value of a connection having a learning flag in an on state is optimized by a learning process. How to learn part prewire neuro.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124704A JPH0424740A (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Learning method for prewired neuro of rule part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124704A JPH0424740A (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Learning method for prewired neuro of rule part |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0424740A true JPH0424740A (en) | 1992-01-28 |
Family
ID=14892036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2124704A Pending JPH0424740A (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Learning method for prewired neuro of rule part |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0424740A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62174856A (en) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Sharp Corp | Data transmission device |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP2124704A patent/JPH0424740A/en active Pending
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