JPH0424744A - Learning method for prewire neuro of rule part - Google Patents
Learning method for prewire 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同時に学習させるように構成する
。尚、前件部メンバシップ関数実現部及び後件メンバシ
ップ関数実現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を併用して
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 antecedent membership function realization part and the consequent membership function realization part are simultaneously learned using the training data. Configure. Note that the initial setting of the weight values of the antecedent membership function realization unit and the consequent membership function realization unit may be performed using random numbers, or may be performed in combination with pre-existing knowledge and random numbers. .
[産業上の利用分野]
本発明は、ファジィ制御とニユーラルネツトワ−りを融
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 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か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 it 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〜
」
型のルール表現で記述する。■ Quantify the meaning of the words (propositions) in the control rules in the form of membership functions, and convert the control rules into rlF-THEN~
” Described using a type rule expression.
■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 I、 is big and x2i
s small thenYl目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 I, is big and x2i
It is described as s small then Yl eyes 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 XI is b
igJ の真理値=0.8「!2is 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 XI is b
Truth value of igJ = 0.8 "!2is 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、[マ、 i
s bigJの適用値=0.5r r1+s bigJ
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, [ma, i
Applied value of s bigJ=0.5r r1+s bigJ
When the applied value=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部の図
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 function part of the membership function 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題]
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。[Problems 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を効率良く
行なうことの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でなるファジィ制御ルールを実現する
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+ 、X2 、・・・Xo
)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。First, the present invention provides antecedent membership function realization unit 10.1
Or, it has a hierarchical network structure that realizes a fuzzy control rule consisting of a multi-layered rule section 12 and a consequent membership function realization section 14, where the rule section 12 is an antecedent membership function realization section 10 in the preceding stage and/or a subsequent stage. The consequent membership function realization unit 14 does not internally connect all the units, but internally connects some of them according to the control rule, and input control state quantities (X+, X2,...Xo
) The rule section pre-wire neuro 100 that outputs one or more control operation amounts (Y) corresponding to ) is targeted.
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の各々に重み値を初
期設定する;
[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1
4の重みを同時に学習させる;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] Initialize weight values; [Second process] The antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 1 use the learning data prepared in advance.
A learning method is constructed that includes a processing process in which four weights are learned simultaneously.
ここで第1過程の重み値の初期設定としては、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
れた重み値を初期設定する。Here, the initial setting of the weight value in the first process is based on the knowledge (in the figure, " Initialize the weight values created based on "a priori knowledge").
また第1過程の重み値の他の初期設定としては、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に乱数を用いて作成された重み値を初期設
定し、ルール部12には予め持っている知識に基づいて
作成された重み値を初期設定する。In addition, as another initial setting of the weight values in the first process, weight values created using random numbers are initialized in the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 14, and the rules The unit 12 is initially set with weight values created based on knowledge held in advance.
更に第1過程における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)の重
み初期値の他の設定方法としては、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。Furthermore, in the first process, the antecedent membership function realization part (
10) and another method of setting the initial weight values of the consequent membership function realization unit (14) is to initialize the weights that can be set based on prior knowledge, and use random numbers for the other weights. It may be initialized.
一方、第2過程による学習開始時に、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1
4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 antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 1
While turning on the learning flag provided for each connection of 4,
The learning flag provided for each connection in the rule unit 12 is turned off, and only the weight values of the connections having the learning flag in the on state 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
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を行ない、ルール部に対し
ては予め持っている知識に基づいた重み値の初期設定を
行なう。First, initial setting of weight values based on prior knowledge or initial setting of weight values using random numbers for the antecedent membership function realization part and the consequent membership function realization part of the rule part prewire neuro. and initial setting of weight values for the rule section 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出カバターン(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り前件部メンバ
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
重みを同時に学習させる。Next, the learning process is started, the input pattern for learning is presented to the rule section pre-wired neuron, and the output pattern from the rule section pre-wired neuron is a learned output pattern (the teacher The weights of the antecedent membership function realization unit and the consequent membership function realization unit are simultaneously learned by, for example, 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前件部メ
ンバシップ関数実現部と後件部メンバシップ関数実現部
の重みを同時に学習させることで、予め持っている知識
を導入して初期設定を行ったルール部の重みを有効に活
かしながら、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調整が可能となる。In this way, by simultaneously learning the weights of the antecedent membership function realization part and the consequent membership function realization part of the rule part prewire neuro, pre-existing knowledge can be introduced and initial settings can be performed. It becomes possible to adjust the weights of the antecedent membership function realization section and the consequent membership function realization section while effectively utilizing the weights of the rule section.
また予め持っている知識を導入した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。Further, by initializing the weights of the antecedent membership function realization section, the rule section, and the consequent membership function realization section into which knowledge held in advance is introduced, learning can be facilitated and learning efficiency can be increased.
更に、乱数を利用し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。Further, by initializing the weights of the antecedent membership function realization unit and the consequent membership function realization unit using random numbers, it is possible to maximize the neuro-based learning function.
[実施例コ
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。[Example 2] FIG. 2 is a learning operation flowchart showing a processing procedure as an example of the learning method of the rule section pre-wired neuron according to the present invention.
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101.ルール部12及び後件部メ
ンバシップ関数実現部14(重心計算実現部18を含む
)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。The rule section prewire neuron that is the target of the learning method according to the procedure of FIG. 2 is, for example, the antecedent section membership function realization section 101 shown in FIG. It has a hierarchical network structure for realizing fuzzy control rules, which is composed of a rule section 12 and a consequent membership function realization section 14 (including a centroid calculation realization section 18).
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.
尚、Cab、 Cbcは後述するように重みを設定す
る結線の結線グループ番号である。Note that Cab and Cbc are connection group numbers of connections for which weights are set, as will be described later.
[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コ
後件部メンバシップ関数実現部14の重みCef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 Cef 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]
重心計算実現部18の重みC1gを、重心計算を実現す
るように初期設定する。[Step S4] The weight C1g of the center of gravity calculation implementation unit 18 is initialized so as to realize the center of gravity calculation.
[ステップS5]
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二ニーロングループ
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。本発明にあっては、重み値の初期設定後に
前件部メンバシップ関数実現部10と後件部メンバシッ
プ関数実現部14の重みを同時に学習することから、フ
ェーズ・グループ対応表にはフェーズ1で学習対象とな
る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に属するニューロングループのみ
を設定する。[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 two-neelon group are set. In the present invention, since the weights of the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 14 are learned simultaneously after the initial setting of the weight values, the phase group correspondence table contains the phase 1 In this step, only the neuron groups belonging to the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 14 to be learned are set.
[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。本発明にあっては前件部メン
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の重みが1つのフェーズで同時に学習される。[Step S6] Start the learning scheduler and perform learning processing using the pack propagation method. In the present invention, the weights of the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 14 are learned simultaneously in one phase.
以下、第2図の学習動作フロー図に示したステップ81
〜S6のそれぞれに分けて詳細に説明する。Below, step 81 shown in the learning operation flow diagram of FIG.
- S6 will be explained in detail separately.
[ルール部プリワイヤニューロの構成]本発明の対象と
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 the rule section prewire neuron] The rule section prewire neuron to which the present invention is applied has a hierarchical network structure capable of realizing the fuzzy control rule 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、l=ΣV 、hw l h
(1)3’ pr= 1 / (1+ e−””−”
’ ) (2)但し、
h :h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
θ、:i層の1番ユニットの閾値
VLh:h−i層間の内部結合の重み値x、I: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
3’ph:I)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
y1、: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, l=ΣV, hw l h
(1) 3' pr= 1 / (1+ e-""-"
' ) (2) However, h: Unit number of the h layer i: Unit number of the i layer p: Input signal pattern number θ,: Threshold value of the first unit of the i layer VLh: Weight of internal coupling between h and i layers Value x, I: Product sum of inputs from each unit of the h layer to the 1st unit of the i layer 3'ph: Output y1 from the h unit of the h layer in response to the input signal of the I)th pattern: pth pattern The output from the first unit of the i-layer with respect to the input signal of the 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 ypl=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。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.
この第4図の基本ユニットのハードウェアは特願昭63
−21fi865号の「ネットワーク構成データ処理装
置」に示される。The hardware of the basic unit shown in Fig. 4 is a patent application filed in 1983.
It is shown in "Network configuration data processing device" of No.-21fi865.
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
X1、X2. ・・・Xnを入力とし、入力変数X、
〜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 X1, X2 . ...Xn is input, input variable X,
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, it may be a membership function of XI &X2 (SA) with variables X 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 + (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 X + (S
A) The grade values of ~X n (LA) are input, and the grade values of each rule are output.
また後件部ルール部12−2は、ルールのグレード値L
H3−1〜LH3−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 part 12-2 contains the grade value L of the rule.
H3-1 to LH3-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16を含む)は、出力変数のメンバシップ関数y (
SA)〜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。Further, the consequent membership function realization unit 14 (including the centroid calculation realization unit 16) calculates the membership function y (
Input the grade values of SA) 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X1、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, X1 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XI、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ト30−1〜30
−4及び同じく4つの線形関数ユニッ)32−1〜32
−4で構成される。The input section 16 is composed of separation units 28-1 and 28-2, which divides the inputs XI and X2 into two and supplies them to the antecedent membership function realization section 10. The antecedent membership function realization unit 10 includes four sigmoid function units 30-1 to 30.
-4 and the same four linear function units) 32-1 to 32
-4.
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34−1〜348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
ニツ)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 348 that realize eight fuzzy rules, and the antecedent membership function realization section 10 connects each fuzzy rule according to the descriptions 1 to L8. ing. 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 determines membership based on two unit output values (grade values) output from the rule unit 12. The function 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の線形関数ユニット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 1. Y 2
を求め、最終的に重心算出装置42で2つの重心算出要
素Y1.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 outputs from the consequent membership function realization unit 14 by calculating the sum and calculating the two center-of-gravity calculation elements Y1. Y 2
Finally, the centroid calculation device 42 calculates the two centroid calculation elements Y1. A center of gravity is calculated from Y2 to generate 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ニューロにつ
いて本発明による学習方法を実現するための重み値の初
期設定及び重み学習の際に使用されるニューロングルー
プと結線グループを示す。FIG. 5B shows neuron groups and connection groups used in initial setting of weight values and weight learning for implementing the learning method according to the present invention for the rule section pre-wired neuron 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の二ニーロングループ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 the two knee long loops Gg of the 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−CfH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-CfH, 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y=i/ (1+e−”””’
) (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 y=i/(1+e-"""'
) (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)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。In the initial setting of the weight value for the antecedent membership function realization unit 10 of the present invention, based on the knowledge that is available 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.
またもう1つのシグモイド関数ユニット3〇−2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3〇−2に閾
値θとして、
θ=10
を設定する。尚、線形関数ユニッ)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
。Further, the weight value W of the input connection of the other sigmoid function unit 30-2 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. In addition, 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くO
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X、に対するユニット出
力値x、(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×O, the unit output value x, (SS) for the control output X shown in the characteristic curve 44 in FIG. It is possible to set a truth value calculation function for a membership function having a function shape such that X and (SS) become 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
X1 (LA)、即ち制御人力Xが大きい程ユニット出
力値Xl (LA)が太き(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。Also, 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 X1 (LA) for the control human power X1 shown in the characteristic curve 46 in FIG. It is possible to realize a function that calculates the truth value of a membership function with a function shape that is thick.
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)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100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。In Figure 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, the fuzzy rules are calculated from the antecedent membership function realization unit 100 and the linear function units 32-1 to 32-4 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).
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。Here, the function shape of the fuzzy logic operation based on the weight values initially set for the input connections of the sigmoid function units 34-1 to 34-8 in the rule section 12 of FIG. 8 and the threshold values set for the units themselves will be explained as follows. become.
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X、。FIG. 9 shows one sigmoid function unit 34 of the rule section 12, in which truth value
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。X2 is input, and output value y is generated by product-sum calculation and threshold processing.
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=Wx1・X+ +Wx+@ 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WXI+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。The output value y output from the sigmoid function unit 34 in FIG. 9 is: 5=Wx1・X+ +Wx+@X2−θ (4)
y=1/ (1+e-s) (5)
It is calculated as The unit output value y given by the above equation (5) can have an appropriate function shape by arbitrarily setting the weight value WXI+WX□ of the input connection and the threshold value θ.
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。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.
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イ
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。For example, in the sigmoid function unit 34-1 that realizes the fuzzy rule Ll, the following is set, and by setting these initial values, the sigmoid function unit 34-1 that realizes the fuzzy rule L1
will perform threshold processing of the function shape shown by the three-dimensional coordinates in 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ること
から、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 since the threshold value processing is a linear function, θ=0 is set.
[後件部メンバシップ関数実現部の初期設定]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Cef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 Consequent Part Membership Function Realization Unit] Initial setting of weight values for the consequent part membership function realization unit 14 in FIG. 5A is as follows: Initial setting of weight values for the consequent part membership function realization unit 14 shown in FIG. 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つのユニットは、38−1〜38−9
の順番に制御出力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。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 are 38-1 to 38-9
correspond to points in the range of 0 to 1 on the training line of the control output y at equal intervals.
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3
6−1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に従ってユニット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。The initial setting of the weight values of the input connections for the linear function units 38-1 to 38-9 is performed by the unit 3 of the rule section 12.
Regarding the weight value of the connection of the output y (SS) from the unit 38-1, the weight value of the connection of the output y (SS) from the unit 38-1 is determined according to the characteristic curve 46 shown on the right side of the graph in which the horizontal axis is the control output Y1 and the vertical axis is the unit output value.
Weight values from the side to the 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、 O,0,0,25,0,5、0,75,1,1
,1を初期設定する。Regarding the weight values of the input connections from the unit output y (LA) of the rule section 12, the weight values are as follows from the unit 38-1 side to the unit 389 side according to the characteristic curve 48: 0, O, 0, 0, 25, 0,5,0,75,1,1
, 1 are initialized.
更に線形関数ユニット38−1〜38−9の閾値θはθ
=0を設定する。Furthermore, the threshold value θ of the linear function units 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コ
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 Section] The initial settings of weight values for the center of gravity calculation implementation section 18 shown in FIG. 5A are initialized so as to realize center of gravity calculation for the connection group C1g of 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38−1〜38−9のそれぞれが結線される
。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Y1、Y2を算出するための
重み値が設定される。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 ~38-9 are connected. Then, as shown in the figure, weight values for calculating two gravity center derived values Y1 and 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 grade(y)ydy / f g+a+
Ie(T)d! (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
O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 grade (y) ydy / f g+a+
Ie(T)d! (6) In order to realize this formula (6), the linear function units 40-
As the connection weight value for 1, the minimum value Y of the control output Y
Starting from O, weight values are assigned that increase from 0 at equal intervals up to the maximum value Y=1. On the other hand, the linear function unit 40
-2 input connection, maximum value of control output Y = 1
From 0 to the minimum value Y=0, weight values that decrease from 0 to -1, for example, are assigned at the same equal intervals as above.
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C1〜C9とす
ると、線形関数ユニット40−1は、
Yl”IC+ +0.875 C2+0.75C3+0
.625 C4+Q、5 C5+0.375 C6+0
.25C,+0.125 C,+OC9(7)を出力し
、また線形関数ユニット40−2は、Y1=OCt
[1,125C20,25Ci−0,375C4−0,
5C5−0,625C6−0,75C7−0,875C
8+IC9(8)を出力する。With such weighting of 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 C1 to C9, the linear function unit 40-1 becomes , Yl"IC+ +0.875 C2+0.75C3+0
.. 625 C4+Q, 5 C5+0.375 C6+0
.. 25C, +0.125 C, +OC9 (7), and the linear function unit 40-2 outputs Y1=OCt
[1,125C20,25Ci-0,375C4-0,
5C5-0,625C6-0,75C7-0,875C
Outputs 8+IC9 (8).
線形関数ユニット40−1.40−2から出力される重
心導出値Y1、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 Y1 and Y2 outputted from the linear function unit 40-1. A control output Y, which is an inferred 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81〜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 81 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Ca’)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 two steps: setting the phase/group correspondence table shown in FIG. 20 (Ca') 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
指定する。本発明にあっては重み値の初期設定後に前件
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の重み学習を同時に行なうことから、第
20図(a)に示すようにフェーズ1に学習対象グルー
プとして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に属する第5B図に示すニ
ューロングループGb、Gc、Gfの3つを設定する。First, the phase-group correspondence table specifies the neuron groups to be learned in each phase as the learning phase progresses. In the present invention, after the initial setting of the weight values, the weight learning of the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 14 is performed at the same time, so that as shown in FIG. 20(a), In phase 1, three neuron groups Gb, Gc, and Gf shown in FIG. 5B belonging to the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 14 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
ーロにおける各ニューロングループGa〜Ggと入力結
線グループCab−ClHの対応関係を第5B図に基づ
き第20図(b)に示すように設定する。On the other hand, the group/connection correspondence table sets the correspondence between each neuron group Ga to Gg in the rule section prewire neuron and the input connection group Cab to ClH as shown in FIG. 20(b) based on FIG. 5B.
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の重み学習を同時
に実行する。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 the learning data to the rule section pre-wire neuron to set the pack properties. The weight learning of the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 14 is performed simultaneously using the gation 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。[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.
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。The learning instruction unit 50 has a learning scheduler 52,
For the learning scheduler 52, there is a learning signal storage unit 54 that stores learning signals consisting of pairs of control inputs and desired control outputs for the control inputs, and a phase group storage unit 54 that stores the phase group correspondence table shown in FIG. A correspondence tape 56, 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。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.
学習調整器80は第23図に示す構成を有する。The learning adjuster 80 has the configuration shown in FIG.
尚、学習調整器80と共に重み変更部76を示している
。Note that the weight change unit 76 is shown together with the learning adjuster 80.
学習調整器80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。The learning adjuster 80 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により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 neuro 100, it is possible to determine whether or not the learning scheduler 52 of the learning instruction unit 50 changes the weight value of the connection for the rule section pre-wire neuro 100. It is possible to set a learning flag that determines the weight, and it is possible to perform weight learning only for connections for which the learning flag is valid, that is, 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、ルール部及び後件部メンバシップ関数実現部で成る
階層ネットワーク構造を特定する際にも使用される。Furthermore, 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 a function realization section, a rule section, and a consequent membership function realization section.
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。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.
この学習スケジューラのハードウェアは特願昭63−2
27825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。The hardware of this learning scheduler is patent application No. 63-2.
No. 27825, “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=l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=1に対応す
るニューロングループ番号Gb、Gc、Gf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
In SL, set the phase counter i that indicates the progress of the learning phase to i=l, proceed to S2, and refer to the phase/group correspondence table 56 to find the neuron group numbers Gb, Gc, and Gf corresponding to the learning phase i=1. read out.
続いてS3に進み、ニューロングループ番号Gb、Gc
、Gfに対応した結線グループ番号Cab。Next, proceed to S3, and set neuron group numbers Gb and Gc.
, Gf.
Cbc、 Cefをグループ・結線対応テーブル58
を参照して読み出す。Cbc, Cef group/connection correspondence table 58
Refer to and read.
続いてS4に進み、結線グループ番号Cab、 Cb
c、 Cefを出力して結線グループ番号Cab、
Cbc。Next, proceed to S4, and set the connection group numbers Cab, Cb.
c, Output Cef and connect connection group number Cab,
Cbc.
Cefに属する結線に設けられた学習調整器8oの学習
フラグをオンする。The learning flag of the learning adjuster 8o provided in the connection belonging to Cef is turned on.
具体的には、学習指示ユニッ)50の学習スケジューラ
52から学習ユニット7oの学習指示読取部72に対し
結線グループ番号を出方して読取らせる。学習指示読取
部72が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 a connection group number to the learning instruction reading section 72 of the learning unit 7o and causes it to read it. The learning flag setting unit 74 that receives the reading result from the learning instruction 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、制御人力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 human power X prepared in the learning signal storage section 54 and the teacher signal d that is a desirable control output for the control human power X, and converts the control human power X into the rule section prewire neuro 10
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てフェーズカウンタ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,
S6 increments the phase counter i by one, 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3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 3 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、ユニッ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 a unit 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。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.
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る。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Wi
b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W i h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。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Wih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)。Of course, there is only one i-layer as the intermediate layer, but the same is true even if there are a plurality of intermediate layers. 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 Wi of the hierarchical network
b and the threshold θi are adaptively and automatically adjusted and learned by error feedback. As is clear from the above equations (1) and (2), it is necessary to adjust the weight value W i h and the threshold value θi at the same time, but this work is a difficult work that interferes with each other. Therefore, in addition to the normal unit, the applicant has provided a unit whose output value is always 1 in the h layer on the input side, and uses a threshold value θi as a weight value for the input connection from this unit with an output value of 1. By assigning
A pack propagation method has been proposed in which the threshold value θi is incorporated into the weight value Wih and the threshold value θi can be treated as the weight value (Japanese Patent Application No. 333484/1984).
このようにすることで、前記(1)(2)式はx、1=
ΣyphW+h (II)れ
y1、= 1/ (1+eXp(x、+) )
(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, 1=
ΣyphW+h (II)rey1, = 1/ (1+eXp(x,+))
(12), and the threshold value θi does not appear.
前記(1,1)(12)式からの展開によって次の(1
3)(14)式が得られる。By expanding from equations (1, 1) and (12) above, we get the following (1
3) Equation (14) is obtained.
xpI:Σ5’ptWz (1
3)y1、= 1/ (1+exp(XDI) )
(14)但し、
j :j層のユニット番号
W1、: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
Yp+’p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ypIと出カバターン’lp+のとるべき信号である
教師パターンaplを受けると、両者の差分値
(d++−xpI)
を算出し、次に
δ1、= y l (1y□) (dp+−Yp+)
(15)を算出する。続いて、
ΔW++(+)=εΣδp r V p ++ζΔw+
1(+−1)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ΔW。xpI:Σ5'ptWz (1
3) y1, = 1/ (1+exp(XDI))
(14) However, j: unit number W1 of the j layer,: weight value of internal connection between the i-j layers The output from the first unit of the j layer for the pattern input signal The weight change unit 76 in FIG.
When receiving the teacher pattern apl, which is the signal to be taken by the output cover turn ypI and the output cover turn 'lp+ output from the output layer j when is presented, the difference value (d++-xpI) between the two is calculated, and then δ1 , = y l (1y□) (dp+-Yp+)
(15) is calculated. Subsequently, ΔW++(+)=εΣδp r V p ++ζΔw+
1 (+-1) where ε: Learning constant ζ: Momentum t: Update amount ΔW of weight values between the i layer and the j layer according to the number of learning times.
(1)を算出する。ここで、前記(16)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。Calculate (1). 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 (16) 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
Δδ1を用いて
δpl=Vl (I Yp+)写δ−W++(+−1
) (17)を算出し、次に
ΔWlh(1)=εΣδp+3’++h十ζΔW+h(
+−1)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 Δδ1 calculated by the equation (15) to calculate δpl=Vl (I Yp+) transcription δ−W++(+−1
) (17), then ΔWlh(1)=εΣδp+3'++h×ζΔW+h(
+-1), 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ypIが教師パターンap
l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 ypI for the input pattern for learning is the teacher pattern ap.
The learning process is repeated so that a weight value matching l 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
Y 1、= X p+ (
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
δ1、= d p+ V p+
(21)δ、量=4. δ、IW目 (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 Y 1,=
20). The above equations (15) and (17) in this linear function unit are δ1, = d p+ V p+
(21) δ, quantity = 4. δ, IWth (t-1)
It appears as (22).
[本発明の重み学習処理]
第25図は第5A図に示した本発明のルール部プリワイ
ヤニューロに対しパ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 processing flow diagram of weight learning performed by the pack propagation method for the rule section pre-wire 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.
本発明にあっては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の重みを同時に学
習するため、即ち同一フェーズで重みを学習するため第
1層、第2層及び第5層のそれぞれが学習対象として設
定される。具体的には第1層、第2層及び第5層の結線
に設けられた学習フラグがオンにセットされる。これに
対し重み学習を行なわないルール部12の第3層、第4
層及び重心計算実現部18の第6層については結線に設
けられた学習調整器80の学習フラグをオフにリセット
している。In the present invention, in order to simultaneously learn the weights of the antecedent membership function realization unit 10 and the consequent membership function realization unit 14, that is, to learn the weights in the same phase, the first layer, the second layer and Each of the fifth layers is set as a learning target. Specifically, learning flags provided at the connections of the first layer, second layer, and fifth layer are set to on. In contrast, the third and fourth layers of the rule section 12 that do not perform weight learning
Regarding the sixth layer of the layer and center of gravity calculation implementation section 18, the learning flag of the learning adjuster 80 provided in the connection is reset to OFF.
ここでルール部プリワイヤニューロによるファジィルー
ルの実現で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つの学習フェーズにおける学習処
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。Here, the fuzzy inference value, that is, the control output value, output by the realization of the fuzzy rule by the pre-wired neuron in the rule section is y6, and the learning process in one learning phase is performed from the 6th layer to the 5th layer, the 4th layer, and the 4th layer. 3rd layer, 2nd layer, 1st layer
Do this sequentially, layer by layer. The progress of learning for each layer is indicated by an i counter. That is, in the initial state, the i counter is i
It is set on layer 6.
更に説明を簡単にするため、W1、1、とΔWlト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。To further simplify the explanation, W1,1 and ΔWlto1 represent a matrix whose size is (the number of neurons in the i-th layer) x (the 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
による本発明の重み学習処理を説明すると次のようにな
る。The weight learning process of the present invention shown in FIG. 25 will be explained as follows based on the parameters of each part shown in FIG. 26.
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層目のユニットが学習対象と
して指定される。First, a counter i for setting a learning target layer is initialized using Sl. Specifically, since it has a six-layer structure as shown in FIG. 26, the counter i is initially set in the i-layer 6. With this initial setting, the unit in the sixth layer is designated as a 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し、第6層は最終段である
ことから815に進み、その時得られている教師信号d
と制御出力yを使用して前記(21)式と同様な式に従
って差分値δ6を求める。Next, the process advances to 82 to determine whether it is a sigmoid function unit. Since the 6th layer is a linear function unit, the process proceeds to 814, where it is determined whether or not it is the final layer.Since the 6th layer is the final layer, the process proceeds to 815, where the teacher signal d obtained at that time is determined.
Using the control output y and the difference value δ6, the difference value δ6 is determined according to a formula similar to the formula (21).
次に86に進み、重みを学習ユニットか否か判定する。Next, the process proceeds to 86, where it is determined whether the weight is a learning unit or not.
この時、第6層は学習対象から外されているためS8に
進んで重み更新量ΔW65=OとしてS9に進み、重み
値W6.の更新を無効とする。At this time, since the sixth layer is excluded from the learning target, the process proceeds to S8, where the weight update amount ΔW65=O, and the process proceeds to S9, where the weight value W6. update is disabled.
続いて812に進んでカウンタiの値がフェーズ1にお
ける最終学習層としての第1層を示すE=1か否か判定
し、この時、i=6であることから313に進んでカウ
ンタiを1つデクリメントしてi=5としてS2に戻っ
て次の第5層の学習に入る。Next, the process proceeds to 812, and it is determined whether the value of the counter i is E=1, which indicates the first layer as the final learning layer in phase 1. At this time, since i=6, the process proceeds to 313, where the counter i is incremented. Decrement by one, set i to 5, and return 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から82
から814に進むが、最終段階層でないことから316
に進み、前記(22)式と同様な式に従って差分値δ5
を算出する。Since the fifth layer is also a linear function unit, 82
The process proceeds to 814, but since it is not the final stage layer, the process proceeds to 316.
Then, the difference value δ5 is calculated according to a formula similar to the formula (22) above.
Calculate.
次に86に進んで学習対象となっているか否か判定し、
第5層は後件部メンバシップ関数実現部14であること
から本発明にあっては学習対象となっており、従ってS
7に進む。S7にあっては816で求めた差分値δ5を
使用して前記(16)(18)式と同様な式に従って重
み更新量ΔW54を算出する。続いてS9に進んで前記
(19)式と同様な式に従って重み値W、4を更新する
。Next, proceed to 86 to determine whether it is a learning target,
Since the fifth layer is the consequent membership function realization unit 14, it is the learning target in the present invention, and therefore S
Proceed to step 7. In S7, the weight update amount ΔW54 is calculated using the difference value δ5 obtained in 816 according to equations similar to equations (16) and (18). Next, the process proceeds to S9, where the weight values W and 4 are updated according to a formula similar to the formula (19).
以下同様に第5層の最終ユニットまで同じ処理を繰り返
し、第5層の処理が終了すると第4層の処理に進む。Thereafter, the same process is repeated until the final unit of the fifth layer, and when the process of the fifth layer is completed, the process proceeds to the fourth layer.
第4層は線形関数ユニットであることから82゜S14
を経由してS16に進んで差分値δ4を算出するが、ル
ール部12に属することから学習対象となっておらず、
従って86から88に進んで重み更新量ΔW4’3=O
とし、S9での重みW43の更新を無効とする。以上の
処理を第4層の最終ユニットまで行なうと第3層の処理
に進む。Since the fourth layer is a linear function unit, it is 82°S14
The process proceeds to step S16 to calculate the difference value δ4, but since it belongs to the rule section 12, it is not a learning target.
Therefore, proceeding from 86 to 88, the weight update amount ΔW4'3=O
Then, the update of the weight W43 in S9 is invalidated. When the above processing is performed up to the final unit of the fourth layer, the processing proceeds to the third layer.
第3層はシグモイド関数ユニットであることからS2か
らS3に進み、最終段でないことから85に進んで前記
(17)式と同様な演算式によりシグモイド関数固有の
差分値δ3を求める。しかしながら第3層はルール部1
2に属することから学習対象とはなっておらず、S6か
ら88に進んで重み更新量ΔW3□=0とし、S9での
重みW32の更新を無効とする。第3層の処理が終了す
ると第2層の処理に進む。Since the third layer is a sigmoid function unit, the process proceeds from S2 to S3, and since it is not the final stage, the process proceeds to 85, where a difference value δ3 unique to the sigmoid function is obtained using an arithmetic expression similar to equation (17). However, the third layer is the rule part 1
Since it belongs to class 2, it is not a learning target, and the process proceeds from S6 to 88, where the weight update amount ΔW3□=0, and the update of the weight W32 at S9 is invalidated. When the third layer processing is completed, the process proceeds to the second layer.
第2層は線形関数ユニットであり、且つ前件部メンバシ
ップ関数実現部10に属することから学習対象となって
いる。従って82からS14を経由してS16に進んで
差分値δ2を算出する。続いてS6からS7に進んで重
み更新量ΔW2+を算出し、S9で重み値W2.を更新
する。以上の処理を第2層の最終ユニットまで繰り返す
と第1層の処理に進む。The second layer is a linear function unit and belongs to the antecedent membership function realization unit 10, so it is a learning target. Therefore, the process proceeds from 82 to S16 via S14 to calculate the difference value δ2. Next, the process proceeds from S6 to S7 to calculate the weight update amount ΔW2+, and in S9 the weight value W2. Update. When the above process is repeated up to the final unit of the second layer, the process proceeds to the first layer.
第1層はシグモイド関数ユニットであり、且つ前件部メ
ンバシップ関数実現部10に属することから学習対象と
なっている。従って、S2から83を経由してS5に進
んで差分値δ1を算出し、S6から87に進んで重み更
新量ΔW、oを算出し、S9で重み値W1oを更新する
。The first layer is a sigmoid function unit and belongs to the antecedent membership function realization unit 10, so it is a learning target. Therefore, the process proceeds from S2 to S5 via 83 to calculate the difference value δ1, the process proceeds from S6 to 87 to calculate the weight update amount ΔW,o, and the weight value W1o is updated in S9.
この処理を第1層の最終ユニットまで繰り返し、最終ユ
ニットの処理が終了してS10から812に進むと、こ
の時カウンタiはi=1と学習終了層E==1に一致す
る値となっていることから、フェーズ1における全ての
階層の学習が終了したことを判定して一連の処理を終了
する。This process is repeated until the final unit of the first layer, and when the process of the final unit is completed and the process proceeds from S10 to 812, the counter i becomes a value that matches i=1 and learning end layer E==1. Therefore, it is determined that the learning of all the layers in Phase 1 has been completed, and the series of processing is completed.
「乱数を用いた重みの初期設定コ
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.
第27図の学習処理にあってはステップS1及びS3で
行なうルール部プリワイヤニューロの前件部メンバシッ
プ関数実現部10及び後件部メンバシップ関数実現部1
4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したことを特徴とする。一方、
ステップS2のルール部12に対する重み値の初期設定
については、第2図の第1実施例と同様に、予め持って
いる知識の導入に基づいて重み値を初期設定している。In the learning process shown in FIG. 27, the antecedent membership function realizing unit 10 and the consequent membership function realizing unit 1 of the rule unit pre-wired neuron are executed in steps S1 and S3.
As the initial setting of the weight value for 4, the weight value is randomly initialized using random numbers. on the other hand,
Regarding the initial setting of weight values for the rule section 12 in step S2, the weight values are initialized based on the introduction of knowledge held in advance, similar to the first embodiment shown in FIG.
それ以外のステップS4.S5,86の処理については
第2図の第1実施例と同じになる。Other steps S4. The processing in S5 and S86 is the same as in the first embodiment shown in FIG.
このように重み学習を行なう前件部メンバシ・yプ関数
実現部10及び後件部メンバシップ関数実現部14に乱
数を用いてランダムに重み値を初期設定することで、ニ
ューロンネットワークの性能を最大限に引き出した効率
の良い重み学習が期待できる。By randomly initializing weight values using random numbers in the antecedent membership function implementation unit 10 and the consequent membership function implementation unit 14 that perform weight learning in this way, the performance of the neuron network can be maximized. We can expect efficient weight learning that brings out the best possible results.
この乱数を用いた重み値の初期設定においては、もし部
分的に予め持っている知識があるときには、そのこの知
識に基づいた設定を行ってもよい。In the initial setting of weight values using random numbers, if there is some knowledge that is previously held, the setting may be performed based on this knowledge.
[その他コ
尚、上記の実施例は第5A図に示したように2つの制御
人力X1、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良
いことは勿論である。[Other Notes: The above embodiment takes as an example the rule section pre-wired neuron that realizes fuzzy rules targeting two control human forces X1 and X2 as shown in FIG. 5A. Of course, the number of inputs may be 1 or 3 or more as appropriate.
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)の関数形状を実現するようにしても良
い。この場合のユニット出力yは、
y =1/(1−e −w1x″” ) −1/(1−
e−w2x″12)と表現することができる。Further, 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 function shape shown in FIG. The unit output y in this case is y = 1/(1-e -w1x'') -1/(1-
e−w2x″12).
更に第5A図の実施例にあっては、ルール部12をニュ
ーロンネットワークで構成しているが、本発明にあって
はルール部12については重み値を初期設定するだけで
重みの学習は行なわないことから、必ずしもニューロン
ネットワークとする必要はなく、ハードウェアで構成し
ても良い。この点は重心計算実現部18の重心決定要素
出力装置40についても同じである。Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 5A, the rule unit 12 is constructed of a neuron network, but in the present invention, the rule unit 12 only initializes the weight values and does not perform weight learning. Therefore, it is not necessarily necessary to use a neuron network, and it may be configured using hardware. This point also applies to the center of gravity determining element output device 40 of the center of gravity calculation implementation unit 18.
[発明の効果コ
以上説明してきたように本発明によれば、重み値の初期
設定後に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同時に学習させることで、
予め持っている知識を導入して初期設定を行なったルー
ル部の重みを有効に活かしながら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調節
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
重み解析が実現できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by simultaneously learning the weights of the antecedent membership function realization unit and the consequent membership function realization unit after initial setting of the weight values,
It is possible to efficiently adjust the weights of the antecedent membership function realization part and the consequent membership function realization part while making effective use of the weights of the rule part that have been initialized by introducing knowledge that is previously held. , when realizing an arbitrary control system using fuzzy rules, more efficient connection weight analysis can be realized.
また前件部メンバシップ関数実現部及び後件部メンバシ
ップ関数実現部に対する予め持っている知識を導入した
重み値の初期設定により、重み学習を容易に行なうこと
ができる。In addition, weight learning can be easily performed by initializing the weight values by introducing prior knowledge of the antecedent membership function realization unit and the consequent membership function realization unit.
更に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する乱数を利用した重み値の初期設
定または予め持っている知識と乱数を併用した重み値の
初期設定で、ニューロンネットワークの学習機能を最大
限に引き出した効率の良い学習ができる。Furthermore, neuron network learning is possible by initializing weight values using random numbers for the antecedent membership function realization unit and consequent membership function realization unit, or by initializing weight values using a combination of prior knowledge and random numbers. You can learn efficiently by maximizing your functions.
【図面の簡単な説明】
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上4説明図第14
図は第9図のファジィルール上5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
ジィルールヒフ説明図第17図は第9図のファジィルー
ル上8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
整器構成図;
第24図は一般的な階層ニューロン・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ロー図;
第28図は本発明に用いる他のメンバシップ関数の説明
図である。
図中、
10:前件部メンバシップ関数実現部
12:ルール部
14:後件部メンバシップ関数実現部
16二人力部
18: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
2g−1,28−2,32−1〜32−4.38−1
〜38−9.40−1.40−2 :線形関数ユニット
30−1〜30−2.34−1〜34−1t、 94−
194−2 :シグモイド関数ユニット
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、グループ
・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
76二重み変更部
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
不発日バのn1千’@%7−jr<、ンップF/I収叉
王先七下の斗刀簡ろ支間、も光日H図ユニットの出力値
削1千七下Z7ベンツ7関ルlt明囮
第7図
第9図
(a)
214−日Hの)レー
第
ファジィルール
Ll :rF:ff5S) O[SS) T)正N’/
(SS)L2:IF Xl(S S) ANDX2SS
) THEN ’/(LA)L3:IFXl(LA)
ANDY2(S S) THEN y(ss)L4:I
FYl(LA) ORX2SS) T)IEN Y(L
A)L5:IFXl(SS) o=(LA) T HE
N y(ss)L6:IF Xl(s S) AND
22 (LA) THEN y (LA)L7:IF)
(j山A)駅り韓)THENY(SS)L8:nFXl
(LA)ORメ2(LA)THENY(LA)(b)
−1し11予7’l闘ろヌF苑幇1日月図8図
へ”C0
一一一−Y−−−ノ
゛−−−−で一一一′
へ”(0
一一一)−m−J
αフ
」
cy c’y aコ
一一一)−一−ノ
z
」
Cリ N の
11 II II
(−一−Y−−−)
0フ
不発間の!11.;R″r巽叉玉υ師のキ刀叫■シミ挽
明困第19図
(a)
(b)
第20図[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a diagram explaining 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; The figure is an explanatory diagram of the basic unit; Figure 5A is a configuration diagram of a specific example of the rule section pre-wired neuron of the present invention; Figure 5B is an explanatory diagram of the neuron group and connection group in Figure 5A; Figure 6 is a diagram of the main unit. An explanatory diagram of the initial settings of the antecedent part membership function realization part of the invention; FIG. 7 is an explanatory diagram of the membership function of the antecedent part; FIG. 8 is an explanatory diagram of the initial settings of the rule part of the invention; 10 is an explanatory diagram of the fuzzy rule L1 of FIG. 9; FIG. 11 is an explanatory diagram of the fuzzy rule L2 of FIG. 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 upper 4 in Fig. 9.
The figure is the top 5 explanatory diagram of the fuzzy rule in Figure 9. Figure 15 is the 9th
Fig. 16 is an explanatory diagram of the fuzzy rule L6 in Fig. 9. Fig. 17 is an explanatory diagram of the fuzzy rule upper 8 in Fig. 9. Fig. 18 is an explanatory diagram of the fuzzy rule L6 in Fig. 9. An explanatory diagram of initial settings; Fig. 19 is an explanatory diagram of the initial settings of the center of gravity calculation implementation unit of the present invention; Fig. 20 is an explanatory diagram of the settings of the phase/group correspondence table and group/connection correspondence table of the present invention; A flowchart of the learning process according to the invention; FIG. 22 is a configuration diagram of a device for learning processing according to the invention; FIG. 23 is a configuration diagram of a learning regulator provided for each connection in FIG. 22; FIG. 24 is a diagram of a general hierarchical neuron Network explanatory diagram; Fig. 25 is a weight learning processing flow diagram of the present invention; Fig. 26 is a parameter explanatory diagram of each part of Fig. 25; Fig. 27 is an operation flow diagram showing another embodiment of the present invention; FIG. 28 is an explanatory diagram of another membership function used in the present invention. In the figure, 10: Antecedent part membership function realization part 12: Rule part 14: Consequent part membership function realization part 16 Two-man power part 18: Center of gravity calculation realization part 20: Basic unit 22: Multiplication part 24: Addition part 26 :Threshold processing unit 2g-1, 28-2, 32-1 to 32-4.38-1
~38-9.40-1.40-2: Linear function unit 30-1~30-2.34-1~34-1t, 94-
194-2: 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 unit 56: Phase-group correspondence table 58, group-phase correspondence table 60: Learning convergence determination section 70: Learning unit 72: Learning instruction reading section 74: Learning flag setting section 76 Duplex change 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 Lower doto simple span, also light day H figure unit output value reduction 1,770 lower Z7 Benz 7 sekiru lt light decoy figure 7 figure 9 (a) 214-day H)re fuzzy rule Ll :rF:ff5S) O[SS) T) Positive N'/
(SS) L2:IF Xl(SS) ANDX2SS
) THEN '/(LA)L3:IFXl(LA)
ANDY2(SS) THEN y(ss)L4:I
FYl(LA) ORX2SS) T)IEN Y(L
A) L5: IFXl (SS) o=(LA) T HE
N y (ss) L6: IF Xl (s S) AND
22 (LA) THEN y (LA)L7:IF)
(j Mountain A) Station Han) THENY (SS) L8:nFXl
(LA) OR Me 2 (LA) THENY (LA) (b) -1 and 11 Pre-7'l Fight Nu F Garden 1 Sun Moon Figure 8 "C0 111-Y---No゛- --- to 111' (0 111) -m-J αfu' cy c'y ako111) -1-no z' C Ri N's 11 II II (-1- Y----) Between 0f and misfire! 11. ;R″r Tatsumi Shatama υ's Kito Scream ■ Stain Removal Problem Figure 19 (a) (b) Figure 20
Claims (5)
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)
の各々に重み値を初期設定する第1過程と;学習データ
を使用して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)の重みを同
時に学習させる第2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), Subject membership function realization unit (10), rule unit (12), and consequent membership function realization unit (14)
a first step of initially setting weight values for each of; the antecedent membership function realization unit (10) using learning data;
and a second step of simultaneously learning the weights of the consequent membership function realization unit (14).
いる知識に基づいて作成された重み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。(2) Initial setting of the weight values in the first process is performed by using the weight values created based on knowledge held in advance by the antecedent membership function realization unit (10), the rule unit (12), and the 2. A learning method for a rule part prewired neuron according to claim 1, characterized in that initial settings are made in each of the subject membership function realization units (14).
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)に乱数を用いて作成された重み初
期値を設定し、前記ルール部(12)には予め持ってい
る知識に基づいて作成された重み値を初期設定すること
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。(3) The initial setting of the weight value in the first process is a weight initial value created using random numbers in the antecedent membership function realization unit (10) and the consequent membership function realization unit (14). 2. A learning method for a rule section pre-wired neuron according to claim 1, characterized in that said rule section (12) is initially set with a weight value created based on knowledge held in advance.
現部(10)及び後件部メンバシップ関数実現部(14
)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) Antecedent membership function realization unit (10) and consequent membership function realization unit (14) in the first process.
), the weights that can be set based on knowledge held in advance are initialized using this knowledge, and the other weights are initialized using random numbers. How to learn neuro.
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ン
すると共に、前記ルール部(12)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, turning on a learning flag provided for each connection of the antecedent membership function realization unit (10) and the consequent membership function realization unit (14), The rule according to claim 1, characterized in that a learning flag provided for each connection in the rule section (12) 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.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124709A JPH0424744A (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Learning method for prewire neuro of rule part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124709A JPH0424744A (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Learning method for prewire neuro of rule part |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0424744A true JPH0424744A (en) | 1992-01-28 |
Family
ID=14892165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2124709A Pending JPH0424744A (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Learning method for prewire neuro of rule part |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0424744A (en) |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP2124709A patent/JPH0424744A/en active Pending
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