JPH0619509A - Fuzzy controller - Google Patents

Fuzzy controller

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JPH0619509A
JPH0619509A JP4172368A JP17236892A JPH0619509A JP H0619509 A JPH0619509 A JP H0619509A JP 4172368 A JP4172368 A JP 4172368A JP 17236892 A JP17236892 A JP 17236892A JP H0619509 A JPH0619509 A JP H0619509A
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JP
Japan
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inference
input information
rule
rules
stored
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Pending
Application number
JP4172368A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Baba
泰 馬場
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0619509A publication Critical patent/JPH0619509A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メンバシップ関数および複数の推論ルールを
用いてファジィ推論演算を実行して推論結果を出力する
ファジィ制御装置において、推論ルールを整理統合して
推論演算処理能率を向上させる。 【構成】 各入力情報に対してメンバシップ関数と全部
の推論ルールまたは一部の推論ルールを使用して、前件
部演算に対するシミュレーション演算を実行し、推論ル
ール有効性判断手段によって、各入力情報と各推論値と
を比較対照しててユーザメモリに記憶された各推論ルー
ルの有効性を判断する。さらに、推論ルール冗長性判断
手段によって、前件部演算に使用した推論ルールの組合
わせとこの組合せに対応するシミュレーション演算結果
記憶部に記憶された推論値の組合せから組合せ推論ルー
ルの冗長性を判断する。
(57) [Summary] [Purpose] In a fuzzy controller that executes fuzzy inference operations using membership functions and multiple inference rules and outputs inference results, inference rules are organized and integrated to improve inference operation processing efficiency. Let [Structure] A membership function and all inference rules or some inference rules are used for each input information to execute a simulation operation for the antecedent operation, and the inference rule validity determining means determines each input information. And the respective inference values are compared and compared to determine the validity of each inference rule stored in the user memory. Further, the inference rule redundancy judgment means judges the redundancy of the combination inference rule from the combination of the inference rules used for the antecedent part calculation and the combination of the inference values stored in the simulation calculation result storage part corresponding to this combination. To do.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は入力情報に対してメンバ
シップ関数および複数の推論ルールを用いてファジィ推
論演算を実行して推論結果を出力するファジィ制御装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuzzy controller for executing a fuzzy inference operation using a membership function and a plurality of inference rules for input information and outputting an inference result.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、工場の各生産設備を制御するプロ
セス制御においても、ファジィ推論を用いた制御装置が
採用されている。このようなファジィ制御装置内には、
メンバジップ関数と複数の推論ルールとが記憶されてお
り、制御対象としての例えば各設備から入力された温
度,圧力,流量等の各物理量からなる各入力情報に対し
てメンバシップ関数および推論ルールを用いてファジィ
推論演算を実行して例えばバルブ開,バルブ閉等の制御
対象に対する操作量を推論して出力する。
2. Description of the Related Art In recent years, a control device using fuzzy reasoning has been adopted also in process control for controlling each production facility in a factory. In such a fuzzy controller,
Member zip functions and a plurality of inference rules are stored, and membership functions and inference rules are stored for each input information consisting of physical quantities such as temperature, pressure, flow rate, etc. input from each facility as a control target. A fuzzy inference operation is executed by using this to infer and output a manipulated variable for a controlled object such as valve opening and valve closing.

【0003】ファジィ制御を定義するときに必要な情報
はメンバシップ関数と推論ルールである。このうちメン
バシップ関数は、個々の入出力の特性を示す確率関数で
あり、通常は図5に示すように、折れ線関数の形で定義
される。一方、推論ルールは、1個以上の入力と出力と
の関係を示すもので、一般に、図6,図7に示すよう
に、IF−THENの形式で定義される。
The information required when defining fuzzy control is a membership function and inference rules. Of these, the membership function is a probability function showing the characteristics of each input / output, and is usually defined in the form of a polygonal line function as shown in FIG. On the other hand, the inference rule indicates the relationship between one or more inputs and outputs, and is generally defined in the IF-THEN format, as shown in FIGS.

【0004】図5のメンバシップ関数と図6,7の推論
ルールのうちで、実際に使用する時に定義しにくいもの
は推論ルールである。すなわち、推論ルールにおいて
は、判断を実際に行う人間の判断の根拠となる情報を入
力(IF)と出力(THEN)の形式で表現したもので
あるので、人間が意識している部分について表現したも
のとなる。
Of the membership functions shown in FIG. 5 and the inference rules shown in FIGS. 6 and 7, it is the inference rules that are difficult to define in actual use. That is, in the inference rule, since the information that is the basis for the judgment of the person who actually makes the judgment is expressed in the form of input (IF) and output (THEN), it is expressed about the part that the human is conscious of. Will be things.

【0005】このような数式では表現できない熟練した
技術者が所持しているノウハウを人間の知識レベルから
引出して、機械(計算機)が理解できる形に変換・表現
することは非常に繁雑であり、また困難なことである。
そして、実際には、知識エンジニア(KE)と呼ばれる
専門家が、インタビュー形式で技術者から情報を採取し
て整理して記憶装置へそれそれ推論ルールとして書込
む。
It is very complicated to extract the know-how possessed by a skilled engineer who cannot be expressed by such a mathematical expression from the human knowledge level, and convert and express it into a form that a machine (computer) can understand. It's also difficult.
Then, in reality, an expert called a knowledge engineer (KE) collects information from an engineer in an interview format, arranges it, and writes it in a storage device as inference rules.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、たとえ専門の知識エンジニアが、制御・判断
の根拠となる各推論ルールを、その対象技術分野を専門
とする人間の知識から引出して、整理して機械が理解す
る表現形式に変換することは非常に繁雑である。その結
果次のような問題が生じる。
However, as described above, even if a specialized knowledge engineer draws out each inference rule that is the basis of control / judgment from the knowledge of a person who specializes in the target technical field, It is very complicated to organize and convert it into an expression format understood by the machine. As a result, the following problems occur.

【0007】担当技術者から聞取った全ての知識をそれ
ぞれ推論ルールの形に変換していけば、推論ルールの数
が当然増大する。推論ルール数が増大すると、推論演算
処理時間が増大する。その結果、プロセス制御装置とし
ての制御応答性能が低下する懸念がある。
If all the knowledge heard from the engineer in charge is converted into the form of inference rules, the number of inference rules naturally increases. As the number of inference rules increases, the inference calculation processing time increases. As a result, there is a concern that the control response performance of the process control device may deteriorate.

【0008】また、担当技術者から聞取った各知識の断
片を整理せずにそのままルール化した場合には、前述し
たように、推論ルール数が増大するのみならず、表現の
みが異なり同じような結果になる推論ルールが多数作成
されたり、また、同一意味を持つ複数の推論ルール相互
間で互いに逆の結論となる矛盾した推論ルールが発生す
る懸念がある。
Further, when the pieces of knowledge received from the engineer in charge are made into rules without rearranging them, as described above, not only the number of inference rules increases but also the expressions are different. There is a concern that a large number of inference rules that produce different results will be created, and that inconsistent inference rules that result in mutually opposite conclusions will occur between multiple inference rules that have the same meaning.

【0009】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、一旦ユーザメモリに設定された各推論ルー
ルが有効なルールであるか否かを判断する機能を付加す
ることによって、不要な推論ルールを除去することがで
き、高い制御精度を維持したままで、推論演算速度を上
昇でき、制御応答性能を向上できるファジィ制御装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is unnecessary by adding a function of determining whether each inference rule once set in the user memory is a valid rule. An object of the present invention is to provide a fuzzy control device capable of removing the inference rule, increasing the inference operation speed while maintaining high control accuracy, and improving the control response performance.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明は、メンバシップ関数および推論ルールを記憶
するユーザメモリと、制御対象からの入力情報に対して
この入力情報が有する確信度をメンバシップ関数を用い
て算出し、この算出された確信度に対して推論ルールを
用いて推論値を演算する前件部演算部と、この前件部演
算部にて演算された推論値から制御対象に対する操作量
を算出する後件部演算部とを備えたファジィ制御装置に
おいて、
In order to solve the above problems, the present invention provides a user memory for storing a membership function and an inference rule, and a certainty factor of the input information from a controlled object. Calculated using a membership function, and control from the antecedent calculation unit that calculates the inference value using the inference rule for this calculated certainty factor, and the inference value calculated by this antecedent calculation unit In a fuzzy control device including a consequent operation unit that calculates an operation amount for an object,

【0011】制御対象から順次入力される各入力情報を
記憶する入力情報記憶部と、この入力情報記憶部に記憶
された1組以上の入力情報に対して前件部演算部でもっ
てメンバシップ関数と推論ルールの一部または全部を用
いて推論演算させるシミュレーション演算手段と、この
シミュレーション演算手段にて得られた各推論値を記憶
するシミュレーション結果記憶部と、入力情報記憶部に
記憶された各入力情報とシミュレーション結果記憶部に
記憶された各推論値とを用いてユーザメモリに記憶され
た各推論ルールの有効性を判断する推論ルール有効性判
断手段と、シミュレーション演算手段にて使用した推論
ルールの組合わせとこの組合せに対応するシミュレーシ
ョン結果記憶部に記憶された推論値の組合せから組合せ
推論ルールの冗長性を判断する推論ルール冗長性判断手
段とを備えたものである。
An input information storage unit that stores each input information that is sequentially input from the controlled object, and a membership function by an antecedent operation unit for one or more sets of input information stored in the input information storage unit. And a simulation operation means for performing an inference operation using part or all of the inference rules, a simulation result storage section for storing each inference value obtained by the simulation operation means, and each input stored in the input information storage section. The inference rule validity determining means for determining the validity of each inference rule stored in the user memory using the information and each inference value stored in the simulation result storage section, and the inference rule used in the simulation computing means. Redundancy of combination inference rules from combinations of combinations and inference values stored in the simulation result storage corresponding to this combination It is obtained by a reasoning rule redundancy determination means for determining.

【0012】[0012]

【作用】このように構成されたファジィ制御装置であれ
ば、通常の稼働状態においては、制御対象から入力され
た入力情報に対してファジィ演算処理によって操作量を
求めて制御対象へ送出する。このファジィ演算処理は、
周知のように、前件部演算処理と後件部演算処理とで構
成されている。
With the fuzzy control device thus constructed, in a normal operating state, a manipulated variable is obtained by fuzzy arithmetic processing with respect to input information input from the controlled object, and the manipulated variable is sent to the controlled object. This fuzzy arithmetic process is
As is well known, it is composed of antecedent part arithmetic processing and consequent part arithmetic processing.

【0013】この発明においては、上述した通常の稼働
状態において制御対象から順次入力される入力情報を別
途入力情報記憶部に累積記憶しておく。そして、例えば
前記稼働時間の空き時間やまたはオフライン時に、入力
情報記憶部に記憶された1組以上の入力情報に対して前
件部演算部を起動して前記ユーザメモリに設定さている
メンバシップ関数および推論ルールを用いて推論演算の
シミュレーションを実施させる。このシミュレーション
で得られた各推論値をシミュレーション結果記憶部へ格
納する。この記憶された各推論値と先の入力情報とを比
較対照してこの推論に使用した推論ルールの有効性が判
断される。
In the present invention, the input information sequentially input from the controlled object in the above-mentioned normal operating state is separately accumulated and stored in the input information storage section. A membership function set in the user memory by activating the antecedent operation unit for one or more sets of input information stored in the input information storage unit when the operating time is idle or offline, for example. And inference rules are used to simulate inference operations. Each inference value obtained by this simulation is stored in the simulation result storage unit. The validity of the inference rule used for this inference is judged by comparing and comparing each stored inference value with the previously input information.

【0014】したがって、ユーザメモリ内にユーザによ
って設定された多数の推論ルールのうち物理的な観点か
ら見ると実際には条件が成立することのない無効な推論
ルールや、推論結果に何等影響を及ぼすことのない推論
ルールが存在すると、その推論ルールは、推論ルール有
効性判断手段にて特定される。
Therefore, among a large number of inference rules set by the user in the user memory, an invalid inference rule that does not actually satisfy the condition from a physical point of view or the inference result is affected. If there is an inference rule that does not exist, the inference rule is specified by the inference rule validity determining means.

【0015】また、推論結果に等価な影響を与える推論
ルールの組合せが存在したり、推論結果に対して同じ影
響を与える他の推論ルールが存在する場合は、推論ルー
ル冗長性判断手段によってそれらの推論ルールは特定さ
れる。したがって、操作者はそれぞれ特定され各推論ル
ールを整理統合すればよい。
If there is a combination of inference rules that have an equivalent effect on the inference result, or if there is another inference rule that has the same effect on the inference result, the inference rule redundancy judgment means selects those rules. Inference rules are specified. Therefore, the operator may be specified and the inference rules may be organized and integrated.

【0016】[0016]

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は実施例のファジィ制御装置の概略構
成を示すブロック図である。このファジィ制御装置は一
種のコンピュータで構成されており、システムバスライ
ン1に対して、各種制御演算を実行するCPU2、OS
プログラム等の制御プログラムや各種固定データを記憶
するROM3、工場の各製造設備等の各制御対象から温
度,圧力,流量等の各物理量からなる入力情報としての
プロセスデータが入力され、入力された情報をデジタル
値に変換する入力インタフェース4、推論結果を操作量
として各制御対象へ送出する出力インタフェース5、外
部の上位コンピュータとの間で伝送路を介して各種の情
報交換を実施するための伝送インタフェース6等が接続
されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the schematic arrangement of a fuzzy control apparatus according to the embodiment. This fuzzy control device is composed of a kind of computer, and has a CPU 2 and an OS for executing various control operations on the system bus line 1.
Process data as input information consisting of each physical quantity such as temperature, pressure, flow rate, etc. is input from each control target such as ROM 3 for storing control programs such as programs and various fixed data, each manufacturing facility of the factory, etc. Interface 4 for converting the data into a digital value, an output interface 5 for sending out the inference result as a manipulated variable to each controlled object, a transmission interface for exchanging various information with an external host computer via a transmission path 6 etc. are connected.

【0018】さらに、システムバスライン1には、シス
テムプログラムやファジィ演算プログラム等を記憶する
システムメモリ7、このファジィ制御装置を実際に使用
するユーザが各種データを設定するユーザメモリ8、お
よびユーザがユーザメモリ8に対する各種データや操作
指令を入力するためのマンマシン装置9を制御するマン
マシンインタフェース10か接続されている。
Further, the system bus line 1 has a system memory 7 for storing a system program and a fuzzy arithmetic program, a user memory 8 for a user who actually uses the fuzzy controller to set various data, and a user for the user. A man-machine interface 10 for controlling a man-machine device 9 for inputting various data and operation commands to the memory 8 is connected.

【0019】前記システムメモリ7内には、図2に示す
ように、通常のプログラムを記憶するシステムプログラ
ム領域7aとファジィ推論に係わる各種プログラムを記
憶するファジィ推論プログラム領域7bとが形成されて
いる。そして、システムプログラム領域7a内には、各
インタフェース4,5,6,10を動作させるための各
処理プログラムが記憶されている。さらに、システムプ
ログラム領域7a内には、ユーザが設定したユーザ実行
処理プログラムが記憶されている。
As shown in FIG. 2, a system program area 7a for storing a normal program and a fuzzy inference program area 7b for storing various programs related to fuzzy inference are formed in the system memory 7. In the system program area 7a, processing programs for operating the interfaces 4, 5, 6, 10 are stored. Further, in the system program area 7a, a user execution processing program set by the user is stored.

【0020】ファジィ推論プログラム領域7b内には、
通常のファジィ推論演算を実行するためのファジィ推論
実行プログラム11aと、一旦ユーザメモリ8に設定さ
れた各推論ルールの有効性を判断するための推論ルール
有効性判断プログラム11bと、前記各推論ルールの冗
長性を判断するための推論ルール冗長性判断プログラム
11cとが記憶されている。
In the fuzzy reasoning program area 7b,
A fuzzy inference execution program 11a for executing a normal fuzzy inference operation, an inference rule validity judgment program 11b for judging the validity of each inference rule once set in the user memory 8, and the inference rule An inference rule redundancy judgment program 11c for judging redundancy is stored.

【0021】また、ユーザメモリ8内には、図3に示す
ように、メンバシップ関数領域8a,推論ルール領域8
b,入力情報記憶部8cおよびシミュレーション結果記
憶部8dが形成されている。
In the user memory 8, as shown in FIG. 3, a membership function area 8a and an inference rule area 8 are provided.
b, an input information storage unit 8c and a simulation result storage unit 8d are formed.

【0022】メンバシップ関数領域8aには例えば図5
に示す各メンバシップ関数が記憶されている。また、推
論ルール領域8bには、図6,7に示す多数の推論ルー
ルが記憶されている。なお、これらの各メンバシップ関
数および各推論ルールは、このファジィ制御装置が接続
される各制御対象の種類によって異なり、一般に、この
ファジィ制御装置のユーザが前記マンマシン装置9を用
いて設定する。
In the membership function area 8a, for example, FIG.
The membership functions shown in are stored. The inference rule area 8b stores a large number of inference rules shown in FIGS. The membership functions and the inference rules differ depending on the type of each control target to which the fuzzy control device is connected, and are generally set by the user of the fuzzy control device using the man-machine device 9.

【0023】また、入力情報記憶部8cは、温度,圧
力,流量等の各制御対象から一定周期で入力インタフェ
ース4を介して入力される入力情報を時系列的に記憶す
る。また、シミュレーション結果記憶装置8d内には、
シミュレーション処理における前件部演算によって得ら
れた推論値が累積記憶される。
The input information storage unit 8c stores input information such as temperature, pressure, flow rate, etc., which is input via the input interface 4 in a constant cycle in a time-series manner. Further, in the simulation result storage device 8d,
The inferred value obtained by the antecedent operation in the simulation processing is accumulated and stored.

【0024】図示しないが、このユーザメモリ8には、
ある一定周期で各制御対象に対する制御を実施するため
の制御周期Tが記憶されている。さらに、ユーザが設定
したユーザプログラムが記憶されている。
Although not shown, this user memory 8 has
A control cycle T for performing control on each control target at a certain fixed cycle is stored. Further, a user program set by the user is stored.

【0025】このように構成されたファジィ制御装置の
動作を説明する。先ず、マンマシン装置9を用いて、ユ
ーザメモリ8のメンバシップ関数領域8aおよび推論ル
ール領域8bに図5および図6,7に示した各メンバシ
ップ関数および各推論ルールを設定する。操作者は、ユ
ーザメモリ8に対するメンバシップ関数および推論ルー
ルの設定処理が終了すると、このファジィ制御装置を起
動をさせる。
The operation of the fuzzy control device thus configured will be described. First, using the man-machine device 9, each membership function and each inference rule shown in FIGS. 5 and 6 and 7 are set in the membership function area 8a and the inference rule area 8b of the user memory 8. When the operator completes the membership function and inference rule setting process for the user memory 8, the operator activates the fuzzy controller.

【0026】前記CPU2は、前記ユーザメモリ8に記
憶された制御周期Tでもって、各制御対象から物理量等
の各入力情報を入力インタフェース4を介して取込んで
該当入力情報に対するファジィ制御処理を実施する。
The CPU 2 fetches each input information such as a physical quantity from each controlled object via the input interface 4 with the control cycle T stored in the user memory 8 and executes a fuzzy control process for the corresponding input information. To do.

【0027】すなわち、入力情報を一旦ユーザメモリ8
の入力情報記憶部8cに格納する。なお、この取込み周
期や格納アドレス等はユーザプログラムにて指定され
る。また、必要に応じて、この入力情報以外の各入力情
報を作成する。例えば物理入力情報の差分を算出して新
たなアナログ偏差情報として、また物理入力情報を微分
して新たな変化率情報として、前記入力情報記憶部8c
へ格納する。
That is, the input information is temporarily stored in the user memory 8
It is stored in the input information storage unit 8c. The fetch cycle, storage address, etc. are specified by the user program. Moreover, each input information other than this input information is created as needed. For example, the difference between physical input information is calculated as new analog deviation information, and the physical input information is differentiated as new change rate information, the input information storage unit 8c.
Store to.

【0028】次に、CPU2は、ファジィ推論プログラ
ム領域7bのファジィ推論実行プログラム11aに従っ
て、前記入力情報記憶部8aに格納された今回の入力情
報を取出して、ユーザメモリ8に記憶されたメンバシッ
プ関数および推論ルールを使用してファジィ推論を実行
する。
Next, the CPU 2 retrieves the current input information stored in the input information storage section 8a in accordance with the fuzzy inference execution program 11a in the fuzzy inference program area 7b and stores the membership function stored in the user memory 8. And fuzzy inference using inference rules.

【0029】具体的には、図8に示すように、一つの入
力値tが入力されると、この入力値tの各メンバシップ
関数10a,10bに対する確信度(グレード)を算出
する。次に、推論ルールを用いてこの算出された各確信
度における出力側の各メンバジッブ関数11a,11b
に対する各確信度、すなわち推論値12a.12bを算
出する。以上が前件部演算処理である。
Specifically, as shown in FIG. 8, when one input value t is input, the certainty factor (grade) of this input value t for each membership function 10a, 10b is calculated. Next, the output-side member jib functions 11a and 11b in each of the calculated certainty factors using the inference rule.
, The inference value 12a. Calculate 12b. The above is the antecedent part arithmetic processing.

【0030】この前件部演算処理が終了すると、図8の
右側に示すように、前件部演算処理にて求められた各推
論値12a.12bから、例えば斜線部の面積を算出
し、その重心を求めて、制御対象に対する操作量Yを算
出する。以上が後件部演算処理である。そして、後件部
演算処理で算出された操作量Yを制御対象が理解できる
形に変換して出力インタフェース5を介して制御対象へ
送出する。
When this antecedent part arithmetic processing is completed, as shown on the right side of FIG. 8, each inference value 12a. For example, the area of the shaded area is calculated from 12b, the center of gravity thereof is calculated, and the operation amount Y for the controlled object is calculated. The above is the consequent part arithmetic processing. Then, the manipulated variable Y calculated in the consequent part arithmetic processing is converted into a form that can be understood by the controlled object, and is sent to the controlled object via the output interface 5.

【0031】このように、制御対象から入力された入力
情報に対してメンバシップ関数および推論ルールを用い
てファジィ推論演算が実行され、その推論結果が制御対
象へ送信される。よって、制御対象は良好に制御され
る。
As described above, the fuzzy inference operation is executed on the input information input from the controlled object using the membership function and the inference rule, and the inference result is transmitted to the controlled object. Therefore, the controlled object is well controlled.

【0032】さらに、この実施例においては、例えばマ
ンマシン装置9を介して推論ルールに対する検証指令が
入力すると、図4に示すシミュレーション処理を実行す
る。なお、この推論ルールに対する各判断処理は、制御
対象に対する制御動作を停止している期間に実行した
り、または前述した制御周期T内の空き時間に実行させ
る。
Further, in this embodiment, when a verification command for an inference rule is input via the man-machine device 9, for example, the simulation process shown in FIG. 4 is executed. Each determination process for this inference rule is executed during the period in which the control operation for the controlled object is stopped, or during the idle time within the control cycle T described above.

【0033】図4において、入力情報記憶部8cに記憶
されている1組の入力情報を読出して(P1)、ユーザ
メモリ8に記憶されたメンバシップ関数および1つの推
論ルールを使用して推論演算を実行する(P2.P
3)。この1組の入力情報に関する全部の推論ルールを
用いた推論演算が終了すると(P4)、該当入力情報に
対する前件部演算に対するシミュレーション演算が終了
したので、得られた各推論値をシミュレーション結果記
憶部8dへ格納する。
In FIG. 4, a set of input information stored in the input information storage section 8c is read (P1), and the inference operation is performed using the membership function and one inference rule stored in the user memory 8. Is executed (P2.P
3). When the inference operation using all the inference rules for this one set of input information ends (P4), the simulation operation for the antecedent operation for the corresponding input information ends, so the obtained inference values are stored in the simulation result storage unit. Store in 8d.

【0034】そして、後件部演算部を起動して、この各
推論値に対する後件部演算の推論を実施する(P7)。
そして、得られた操作量に対する出力処理を実施する
(P7)。なお、入力情報記記憶部8cに多くの入力情
報が記憶されていた場合には、各入力情報に対する図4
に示すシミュレーション演算を実施する。
Then, the consequent part arithmetic part is activated to infer the consequent part calculation for each inferred value (P7).
Then, the output process for the obtained manipulated variable is performed (P7). If a large amount of input information is stored in the input information storage unit 8c, FIG.
The simulation calculation shown in is executed.

【0035】したがって、複数回のシミュレーション演
算が実施されると、シミュレーション結果演算部8dに
は、入力情報記憶部8cに記憶されている各入力情報の
組み合わせに対する各推論値が記憶される。次に、CP
U2は推論ルール有効性判断プログラム11bおよび推
論ルール冗長性判断プログラム11cを実行する。
Therefore, when the simulation calculation is performed a plurality of times, the simulation result calculation unit 8d stores each inferred value for each combination of the input information stored in the input information storage unit 8c. Next, CP
U2 executes the inference rule validity judgment program 11b and the inference rule redundancy judgment program 11c.

【0036】具体時には、各入力情報と推論値とこの推
論に使用した推論ルールとの各組合わせを比較対照す
る。そして、組合わせによっては、推論ルールの条件が
全く成立しないために、推論値が0のままである場合
や、全く推論不可能である場合が存在する場合を検出す
る。このように、推論ルールの条件が全く成立しない推
論ルールは有効性のない推論ルールであると判断する。
そして、この有効性が無いと判断した推論ルールを例え
ばマンマシン装置9の表示画面に表示する。
At a specific time, each combination of each input information, inference value, and inference rule used for this inference is compared and compared. Then, depending on the combination, the condition of the inference rule is not satisfied at all, so that the case where the inference value remains 0 or the case where no inference is possible is detected. In this way, an inference rule in which the conditions of the inference rule are not satisfied at all is judged to be an ineffective inference rule.
Then, the inference rule determined to be ineffective is displayed on the display screen of the man-machine device 9, for example.

【0037】この有効性の無い推論ルールの一例を図6
を用いて説明する。図6は、入力Aと入力Bとのメンバ
シップ関数の確信度(グレード)で示した操作量Yを推
論する推論ルールを示した図である。この場合、入力A
を温度入力、圧力Cを圧力入力とする。温度入力と圧力
入力とのと間に物理的に一定の関係が存在するので、こ
の2つの入力A.入力Cが取り得る値の範囲には一定の
制限が存在する。例えば、温度が非常に高くて(A=P
B)、かつ圧力が非常に低い(C=NB)と言う組合わ
せは、実際の物理条件として存在しないので、図6に示
す(1) の推論ルールは有効性が無い推論ルールとなる。 (1) IF A=PB AND C=NB THEN Y=ZR なお、制御対象の種類によっては、(1) の推論ルールが
正当性を有する場合も存在するが、このような特殊の場
合は、例外として扱い、今回は無視する。
An example of this ineffective inference rule is shown in FIG.
Will be explained. FIG. 6 is a diagram showing an inference rule for inferring the operation amount Y indicated by the certainty factor (grade) of the membership functions of the input A and the input B. In this case, input A
Is the temperature input and pressure C is the pressure input. Since there is a physically constant relationship between the temperature input and the pressure input, the two inputs A. There is a certain limit on the range of values that the input C can take. For example, if the temperature is very high (A = P
The combination of B) and very low pressure (C = NB) does not exist as an actual physical condition, so the inference rule (1) shown in FIG. 6 is an ineffective rule. (1) IF A = PB AND C = NB THEN Y = ZR Depending on the type of the controlled object, the inference rule of (1) may be valid, but in such a special case, an exception is made. And ignore this time.

【0038】このように推論ルールの有効性判断を行う
と、ある特定の推論ルールに着目した場合に、その推論
ルールにおいて推論結果が得られないか、または、他の
推論ルールの組合わせに比較して、出力値が小さいか
ら、こ推論ルールが有効でないと判断できる。
When the validity of the inference rule is determined in this way, when focusing on a specific inference rule, no inference result can be obtained in that inference rule, or a comparison is made with a combination of other inference rules. Then, since the output value is small, it can be determined that this inference rule is not valid.

【0039】以上の各推論ルールに対する有効性判断処
理が終了すると、前記CPU2は推論ルール冗長性判断
プログラム11cを起動する。すなわち、前述したよう
に、全ての推論ルールの組合せに対する推論演算が終了
した後、各推論ルールと推論結果とを比較対照すると、
同一の推論結果が得られる複数の推論ルールが存在す
る。この場合、各推論ルールの相違部分が推論ルールの
表現上異なっていても、実際の物理現象は同一内容を示
している可能性がある。また、各推論ルールの相違部分
は、一方が他方を含む条件である場合もある。
When the validity judgment processing for each of the above inference rules is completed, the CPU 2 activates the inference rule redundancy judgment program 11c. That is, as described above, after the inference operations for all combinations of the inference rules are completed, when each inference rule and the inference result are compared and compared,
There are multiple inference rules that give the same inference result. In this case, even if the different parts of the inference rules are different in terms of the expression of the inference rules, the actual physical phenomenon may have the same content. Further, the different part of each inference rule may be a condition in which one includes the other.

【0040】このような場合には当然処推論演算時間が
長くなる。よって、上述したように実質的に同一条件で
同一結果が得られる推論ルールを冗長性を有する推論ル
ールと判断して、マンマシン装置9の表示画面に表示す
る。
In such a case, the inference calculation time naturally becomes long. Therefore, as described above, the inference rule that produces the same result under substantially the same condition is determined as the inference rule having redundancy and is displayed on the display screen of the man-machine device 9.

【0041】この冗長性を有した推論ルールの一例を図
7を用いて説明する。図7は、入力Aと入力Cと入力D
とのメンバシップ関数の確信度(グレード)で示した操
作量Yを推論する推論ルールを示した図である。
An example of the inference rule having this redundancy will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows input A, input C, and input D.
It is a figure which showed the inference rule which infers the operation amount Y shown by the certainty factor (grade) of the membership function with.

【0042】温度入力Aと圧力入力Cとのと間に物理的
に一定の関係が存在するので、この2つの入力A.入力
Cが取り得る値の範囲には一定の制限が存在する。例え
ば、容積一定の条件においては、温度が上昇すればば圧
力も上昇する。従って、温度が高い条件(A=PB)
と、圧力が高い(C=PB)とは、言葉の表現形式が異
なり、独立した互いに異なる推論ルールと記載されてい
るか、実質的に同一推論ルールであると見なせる。な
お、入力Dは温度,圧力以外の他の物理量である。
Since there is a physically constant relationship between the temperature input A and the pressure input C, these two inputs A. There is a certain limit on the range of values that the input C can take. For example, under constant volume conditions, the pressure rises as the temperature rises. Therefore, high temperature conditions (A = PB)
And that the pressure is high (C = PB) are described as independent inference rules different in word expression form, or can be regarded as substantially the same inference rule. The input D is a physical quantity other than temperature and pressure.

【0043】よって、図7に示す(1)(2)(3)(4)の4つの
推論ルールにおいては、(1) と(2)の推論ルールが同一
推論ルールであり、さらに、(3) と(4) の推論ルールが
同一推論ルールである。従って、4つの推論ルールを2
つの推論ルールに置換えることが可能である。
Therefore, in the four inference rules (1), (2), (3) and (4) shown in FIG. 7, the inference rules of (1) and (2) are the same inference rule, and further, (3 The inference rules of () and (4) are the same inference rule. Therefore, 4 inference rules are 2
It is possible to replace with one inference rule.

【0044】このように、推論ルールの冗長性判断を行
うと、各推論ルールと推論結果とを比較対照することに
よって、推論ルールそのものは別でありながら、同一の
推論結果が得られる推論ルールの組合せを検出して、こ
の推論ルールに対して冗長性があると判断できる。この
ように、推論ルール有効性判断処理および推論ルール冗
長性判断処理によって、例えば以下に示す各項目に該当
する推論ルールが特定される。 (a) 実際には条件が成立することのない無効なルールの
存在、(b) 推論の結果に影響を及ぼすことのない推論ル
ールの存在、(c) 他の大きな推論ルールに含まれるも
の、(d) 推論結果に等価な影響を与える複数の推論ルー
ル、(d) 推論結果に対して同じ影響を与える推論ルール
が他にある、
In this way, when the redundancy of the inference rules is judged, the inference rules are different from each other by comparing and contrasting each inference rule with the inference result, and the same inference result is obtained. By detecting the combination, it can be determined that there is redundancy for this inference rule. In this way, the inference rule validity determination process and the inference rule redundancy determination process specify, for example, the inference rules corresponding to the following items. (a) the existence of an invalid rule that does not actually satisfy the condition, (b) the existence of an inference rule that does not affect the result of inference, (c) the one included in other large inference rules, (d) there are multiple inference rules that affect the inference results equivalently, and (d) other inference rules that affect the inference results the same.

【0045】以上のように推論ルール有効性判断処理お
よび推論ルール冗長性判断処理によって抽出された各推
論ルールはマンマシン装置9の表示画面に表示される。
操作員は、有効性がないと指摘された推論ルールをユー
ザメモリ8の推論ルール領域8bから削除する。また、
冗長性があると指摘された複数の推論ルールのうちの必
要な推論ルールを残して、他の推論ルールに対する消去
操作を実施する。
Each inference rule extracted by the inference rule validity determination process and the inference rule redundancy determination process as described above is displayed on the display screen of the man-machine device 9.
The operator deletes the inference rule pointed out to be ineffective from the inference rule area 8b of the user memory 8. Also,
A necessary inference rule among the plurality of inference rules that are pointed out to be redundant is left, and an erasing operation is performed on other inference rules.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明のファジィ制
御装置によれば、入力情報記憶部に記憶された入力情報
を用いて前件部演算のシミュレーションを実施し、その
シミュレーション演算結果の推論値と入力情報とを比較
対照して、ユーザメモリに設定された各推論ルールに対
して該当推論ルールが有効なルールであるか又は冗長性
のある推論ルールであるかを判断している。したがっ
て、有効でない推論ルールや冗長性のある推論ルールを
整理統合することによって、ユーザメモリに記憶された
推論ルールの数を必要最小限に限定することができ、制
御精度を低下することなく制御応答性能を向上できる。
As described above, according to the fuzzy control device of the present invention, the simulation of the antecedent operation is performed using the input information stored in the input information storage unit, and the inference value of the simulation operation result is executed. And the input information are compared with each other to determine whether the inference rule is valid or redundant with respect to each inference rule set in the user memory. Therefore, by consolidating invalid inference rules and redundant inference rules, the number of inference rules stored in the user memory can be limited to the necessary minimum, and the control response can be achieved without degrading the control accuracy. Performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係わるファジィ制御装置
の概略構成を示すブロック図、
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fuzzy control device according to an embodiment of the present invention,

【図2】 同実施例装置のシステムメモリの記憶内容を
示す図、
FIG. 2 is a diagram showing stored contents of a system memory of the apparatus of the embodiment,

【図3】 同実施例装置のユーザメモリの記憶内容を示
す図、
FIG. 3 is a diagram showing stored contents of a user memory of the apparatus of the embodiment,

【図4】 同実施例装置の動作を示す流れ図、FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the apparatus of the embodiment,

【図5】 一般的なメンバシップ関数を示す図、FIG. 5 is a diagram showing a general membership function,

【図6】 有効性がない推論ルールを示す図、FIG. 6 is a diagram showing ineffectiveness inference rules,

【図7】 冗長性がある推論ルールを示す図、FIG. 7 is a diagram showing inference rules with redundancy,

【図8】 一般的な前件部演算と後件部演算との関係を
示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between general antecedent part arithmetic and consequent part arithmetic.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…CPU、7…システムメモリ、7a…システムプロ
グラム領域、7b…ファジィ推論プログラム領域、8…
ユーザメモリ、8a…メンバシップ関数領域、8b…推
論ルール領域、8c…入力情報記憶部、8d…シミュレ
ーション結果記憶部、9…マンマシン装置。
2 ... CPU, 7 ... System memory, 7a ... System program area, 7b ... Fuzzy inference program area, 8 ...
User memory, 8a ... Membership function area, 8b ... Inference rule area, 8c ... Input information storage section, 8d ... Simulation result storage section, 9 ... Man-machine device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メンバシップ関数および推論ルールを記
憶するユーザメモリと、制御対象からの入力情報に対し
てこの入力情報が有する確信度を前記メンバシップ関数
を用いて算出し、この算出された確信度に対して前記推
論ルールを用いて推論値を演算する前件部演算部と、こ
の前件部演算部にて演算された推論値から前記制御対象
に対する操作量を算出する後件部演算部とを備えたファ
ジィ制御装置において、 前記制御対象から順次入力される各入力情報を記憶する
入力情報記憶部と、この入力情報記憶部に記憶された1
組以上の入力情報に対して前記前件部演算部でもって前
記メンバシップ関数と推論ルールの一部または全部を用
いて推論演算させるシミュレーション演算手段と、この
シミュレーション演算手段にて得られた各推論値を記憶
するシミュレーション結果記憶部と、前記入力情報記憶
部に記憶された各入力情報と前記シミュレーション結果
記憶部に記憶された各推論値とを用いて前記ユーザメモ
リに記憶された各推論ルールの有効性を判断する推論ル
ール有効性判断手段と、前記シミュレーション演算手段
にて使用した推論ルールの組合わせとこの組合せに対応
する前記シミュレーション結果記憶部に記憶された推論
値の組合せから前記組合せ推論ルールの冗長性を判断す
る推論ルール冗長性判断手段とを備えたファジィ制御装
置。
1. A user memory that stores a membership function and an inference rule, and a certainty factor of the input information with respect to input information from a control target is calculated by using the membership function, and the calculated certainty is calculated. Degree, the antecedent part computing part for computing the inferred value using the inference rule, and the consequent part computing part for computing the operation amount for the controlled object from the inferred value computed by the antecedent part computing part In a fuzzy control device including: an input information storage unit that stores each input information that is sequentially input from the control target; and a 1 stored in the input information storage unit.
Simulation operation means for performing inference operations on the input information of more than one set by the antecedent operation section using a part or all of the membership function and inference rules, and each inference obtained by the simulation operation means. Of the inference rules stored in the user memory using a simulation result storage unit that stores a value, each input information stored in the input information storage unit, and each inference value stored in the simulation result storage unit A combination of the inference rule validity judgment means for judging the effectiveness, the combination of the inference rules used in the simulation calculation means, and the combination of the inference values stored in the simulation result storage unit corresponding to this combination, the combination inference rule Fuzzy control device provided with an inference rule redundancy judgment means for judging the redundancy of the.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5199141A (en) * 1990-01-10 1993-04-06 Gates Formed-Fibre Products, Inc. Method of producing a nonwoven fibrous textured panel and panel produced thereby

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