JPH0628500A - 非ファジィ化装置 - Google Patents
非ファジィ化装置Info
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- JPH0628500A JPH0628500A JP4184139A JP18413992A JPH0628500A JP H0628500 A JPH0628500 A JP H0628500A JP 4184139 A JP4184139 A JP 4184139A JP 18413992 A JP18413992 A JP 18413992A JP H0628500 A JPH0628500 A JP H0628500A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- inference
- singleton
- range width
- consequent part
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N7/00—Computing arrangements based on specific mathematical models
- G06N7/02—Computing arrangements based on specific mathematical models using fuzzy logic
- G06N7/04—Physical realisation
- G06N7/043—Analogue or partially analogue implementation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S706/00—Data processing: artificial intelligence
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 後件部がシングルトンから構成される簡略型
ファジィ推論ハードウエアの非ファジィ化装置におい
て、各ルール毎に設けられた推論ブロック（１）におけ
る前記各ルールの後件部の各シングルトンを各シングル
トン毎に統合する最大値を演算する最大値演算手段
（２）と、同最大値演算手段より出力された各推論グレ
ードをそれぞれ荷重加算及び単純加算する手段（２），
（３）と、前記荷重加算値を単純加算値で除算して重心
値を求める除算手段（５）と、その除算値の出力レンジ
幅を任意の値に伸縮及びシフトする手段（６），（７）
とを備えた非ファジィ化装置。 【効果】 後続の回路、装置の入力レンジ幅が異なって
も、スケーリング手段より重心値の出力レンジ幅のスケ
ーリングが可能となり、またレベルシフト手段により重
心値の出力レンジ幅のシフトも可能となる。同じ手段を
用いて、制御目的に応じて後件部のスケーリング、つま
り制御量を可変調整することができる。
ファジィ推論ハードウエアの非ファジィ化装置におい
て、各ルール毎に設けられた推論ブロック（１）におけ
る前記各ルールの後件部の各シングルトンを各シングル
トン毎に統合する最大値を演算する最大値演算手段
（２）と、同最大値演算手段より出力された各推論グレ
ードをそれぞれ荷重加算及び単純加算する手段（２），
（３）と、前記荷重加算値を単純加算値で除算して重心
値を求める除算手段（５）と、その除算値の出力レンジ
幅を任意の値に伸縮及びシフトする手段（６），（７）
とを備えた非ファジィ化装置。 【効果】 後続の回路、装置の入力レンジ幅が異なって
も、スケーリング手段より重心値の出力レンジ幅のスケ
ーリングが可能となり、またレベルシフト手段により重
心値の出力レンジ幅のシフトも可能となる。同じ手段を
用いて、制御目的に応じて後件部のスケーリング、つま
り制御量を可変調整することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、制御、パターン認識、
意思決定など、あいまいな情報、知識をベースにしたフ
ァジィ推論をハードウエアとして実現するための非ファ
ジィ化装置に関する。
意思決定など、あいまいな情報、知識をベースにしたフ
ァジィ推論をハードウエアとして実現するための非ファ
ジィ化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】簡略型ファジィ推論の概略を図３に示
す。一般にファジィ推論では、推論ルールは「もし〜な
ら〜である」という形のいわゆる「ｉｆ ｔｈｅｎルー
ル」で記述される。「もし〜」の部分を前件部、「〜で
ある」の部分を後件部と呼ぶ。ファジィ推論では、上記
「〜」の部分をファジィ集合としてメンバーシップ関数
で表現することにより、あいまいな知識をベースにした
推論を可能にしている。
す。一般にファジィ推論では、推論ルールは「もし〜な
ら〜である」という形のいわゆる「ｉｆ ｔｈｅｎルー
ル」で記述される。「もし〜」の部分を前件部、「〜で
ある」の部分を後件部と呼ぶ。ファジィ推論では、上記
「〜」の部分をファジィ集合としてメンバーシップ関数
で表現することにより、あいまいな知識をベースにした
推論を可能にしている。
【０００３】最近では、後件部の「〜」の部分をファジ
ィ集合ではなく、定数（シングルトン）としても推論結
果に不都合が無いことが確認されている。この方法は簡
略法と呼ばれ、計算過程が大幅に省略されることから、
制御をはじめとする諸分野で多数、実用されつつある。
ィ集合ではなく、定数（シングルトン）としても推論結
果に不都合が無いことが確認されている。この方法は簡
略法と呼ばれ、計算過程が大幅に省略されることから、
制御をはじめとする諸分野で多数、実用されつつある。
【０００４】図３に従って簡略型ファジィ推論の推論ア
ルゴリズムを説明する。与えられた入力ｘは各ルール毎
に前件部に記述されたメンバーシップ関数と比較照合さ
れ、入力と対応した値が算出される。この値は適合度と
呼ばれ、更に適合度で後件部を頭切りすることにより、
各ルール別の推論結果が求められる。簡略型ファジィ推
論では、後件部はシングルトンで構成されるため、前件
部の適合度そのものがそのまま推論結果のグレードとな
る。
ルゴリズムを説明する。与えられた入力ｘは各ルール毎
に前件部に記述されたメンバーシップ関数と比較照合さ
れ、入力と対応した値が算出される。この値は適合度と
呼ばれ、更に適合度で後件部を頭切りすることにより、
各ルール別の推論結果が求められる。簡略型ファジィ推
論では、後件部はシングルトンで構成されるため、前件
部の適合度そのものがそのまま推論結果のグレードとな
る。
【０００５】次に、複数のルールから求められた推論結
果のグレードは、例えばＭＡＸ（最大値）演算により統
合される。多くの現実的な場合、統合された推論結果か
らただ一つの確定的な値を出力する必要がある。この操
作は、非ファジィ化と呼ばれ、一般には統合された推論
結果の荷重平均、すなわち重心を求めることで行われ
る。この計算は、（１）式で表される。
果のグレードは、例えばＭＡＸ（最大値）演算により統
合される。多くの現実的な場合、統合された推論結果か
らただ一つの確定的な値を出力する必要がある。この操
作は、非ファジィ化と呼ばれ、一般には統合された推論
結果の荷重平均、すなわち重心を求めることで行われ
る。この計算は、（１）式で表される。
【０００６】
【数１】 （１）式で、ｉは後件部を構成する各シングルトンを表
し、ｎはシングルトンの総数である。ｗi は各シングル
トンの横軸方向の位置、つまり定数の値を表す。μi は
各シングルトンに対応する推論グレードである。（１）
式の分子は各推論グレードの荷重加算値で、分母は単純
加算値となる。これらの除算を行うことで、重心値が求
まり、この値がファジィ推論の確定出力となる。
し、ｎはシングルトンの総数である。ｗi は各シングル
トンの横軸方向の位置、つまり定数の値を表す。μi は
各シングルトンに対応する推論グレードである。（１）
式の分子は各推論グレードの荷重加算値で、分母は単純
加算値となる。これらの除算を行うことで、重心値が求
まり、この値がファジィ推論の確定出力となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ファジィ推
論をハードウエアとして構成した場合に、後続の回路、
装置によって入力のレンジ幅やその値が異なるため、重
心値の出力レンジ幅の伸縮及び出力レンジのシフトが必
要となる場合が出てくる。
論をハードウエアとして構成した場合に、後続の回路、
装置によって入力のレンジ幅やその値が異なるため、重
心値の出力レンジ幅の伸縮及び出力レンジのシフトが必
要となる場合が出てくる。
【０００８】また、ファジィ制御では後件部の出力レン
ジ幅をいくらにするのかが問題となる。後件部の出力レ
ンジ幅が大きいと、入力の変化には敏感に反応すること
ができるが、操作量が大きくなり、過剰操作を起こして
しまう。逆に後件部の出力レンジ幅が小さいと、入力の
変化には敏感に反応することはできないが、操作量が小
さくなり、過剰操作を防ぐことができる。
ジ幅をいくらにするのかが問題となる。後件部の出力レ
ンジ幅が大きいと、入力の変化には敏感に反応すること
ができるが、操作量が大きくなり、過剰操作を起こして
しまう。逆に後件部の出力レンジ幅が小さいと、入力の
変化には敏感に反応することはできないが、操作量が小
さくなり、過剰操作を防ぐことができる。
【０００９】そこで、制御対象、目的に合った制御を行
うために、後件部の出力レンジ幅の伸縮が必要となる。
うために、後件部の出力レンジ幅の伸縮が必要となる。
【００１０】本発明が解決すべき課題は、簡略型ファジ
ィ推論ハードウエアにおいて、後続の回路、装置によっ
て入力レンジ幅が異なるため重心値の出力レンジ幅の伸
縮及びシフトさせる手段と、ファジィ制御の目的に応じ
て後件部のスケーリング、つまり制御量を変える手段を
提供することである。
ィ推論ハードウエアにおいて、後続の回路、装置によっ
て入力レンジ幅が異なるため重心値の出力レンジ幅の伸
縮及びシフトさせる手段と、ファジィ制御の目的に応じ
て後件部のスケーリング、つまり制御量を変える手段を
提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、後件部がシングルトンから構成される簡
略型ファジィ推論ハードウエアの非ファジィ化装置にお
いて、各ルール毎に設けられた推論ブロックにおける前
記各ルールの後件部の各シングルトンを各シングルトン
毎に統合する最大値を演算する最大値演算手段と、同最
大値演算手段より出力された各推論グレードをそれぞれ
荷重加算及び単純加算する手段と、前記荷重加算値を単
純加算値で除算して重心値を求める除算手段と、その除
算値の出力レンジ幅を任意の値に伸縮及びシフトする手
段とを備えたものである。
め、本発明は、後件部がシングルトンから構成される簡
略型ファジィ推論ハードウエアの非ファジィ化装置にお
いて、各ルール毎に設けられた推論ブロックにおける前
記各ルールの後件部の各シングルトンを各シングルトン
毎に統合する最大値を演算する最大値演算手段と、同最
大値演算手段より出力された各推論グレードをそれぞれ
荷重加算及び単純加算する手段と、前記荷重加算値を単
純加算値で除算して重心値を求める除算手段と、その除
算値の出力レンジ幅を任意の値に伸縮及びシフトする手
段とを備えたものである。
【００１２】
【作用】前記手段により、除算手段で得られた重心値の
出力レンジ幅の伸縮及びシフトが可能となる。
出力レンジ幅の伸縮及びシフトが可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例を参照しながら具体的
に説明する。
に説明する。
【００１４】図１は本発明をハードウエア化した場合の
一例を示すブロック図である。各ルール毎に設けられた
推論ブロック１〜ｎの出力は最大値演算ブロック２によ
り、後件部の各シングルトン毎に統合される。統合され
た推論グレードをμi とする。ｉは各シングルトンを表
す番号である。この値は次段の荷重加算ブロック３と単
純加算ブロック４に入力され、それぞれ
一例を示すブロック図である。各ルール毎に設けられた
推論ブロック１〜ｎの出力は最大値演算ブロック２によ
り、後件部の各シングルトン毎に統合される。統合され
た推論グレードをμi とする。ｉは各シングルトンを表
す番号である。この値は次段の荷重加算ブロック３と単
純加算ブロック４に入力され、それぞれ
【数２】 が出力される。
【００１５】除算ブロック５により式（２），（３）の
二つの値の除算を行う。
二つの値の除算を行う。
【００１６】
【数３】 一方、スケーリングブロック６では外部から適当なスケ
ーリング値ＡＤＪが与えられ、式（４）にＡＤＪ値が乗
算される。
ーリング値ＡＤＪが与えられ、式（４）にＡＤＪ値が乗
算される。
【００１７】
【数４】 また、レベルシフトブロック７では外部から適当なレベ
ルシフト電圧Ｖx が与えられ、式（５）にＶx 値が加算
され、最終確定出力電圧Ｖ0 は
ルシフト電圧Ｖx が与えられ、式（５）にＶx 値が加算
され、最終確定出力電圧Ｖ0 は
【数５】 となる。
【００１８】図２は本発明による非ファジィ化ハードウ
エアをアナログ電気回路として構成した場合の一例であ
る。
エアをアナログ電気回路として構成した場合の一例であ
る。
【００１９】実施例１の除算ブロック５、スケーリング
ブロック６、レベルシフトブロック７を、トランジスタ
Ｑ１〜Ｑ４と演算増幅器（オペアンプ）ＯＰ１〜ＯＰ５
により構成したものである。
ブロック６、レベルシフトブロック７を、トランジスタ
Ｑ１〜Ｑ４と演算増幅器（オペアンプ）ＯＰ１〜ＯＰ５
により構成したものである。
【００２０】荷重加算ブロック３と単純加算ブロック４
の出力Ｘ，Ｙは演算増幅器ＯＰ１〜ＯＰ３からなる除算
回路１１に入力され、前記（４）式が演算される。ここ
で、スケーリング回路１２により発生した電圧を印加す
ることにより、式（４）は式（５）となり、確定出力電
圧Ｖ0 のレンジ幅がＡＤＪ値分、伸縮されることにな
る。また、レベルシフト回路１３により発生した電圧Ｖ
x を印加することにより、式（５）は式（６）となり、
確定出力電圧Ｖ0 のレンジ幅がＶx 分シフトされること
になる。
の出力Ｘ，Ｙは演算増幅器ＯＰ１〜ＯＰ３からなる除算
回路１１に入力され、前記（４）式が演算される。ここ
で、スケーリング回路１２により発生した電圧を印加す
ることにより、式（４）は式（５）となり、確定出力電
圧Ｖ0 のレンジ幅がＡＤＪ値分、伸縮されることにな
る。また、レベルシフト回路１３により発生した電圧Ｖ
x を印加することにより、式（５）は式（６）となり、
確定出力電圧Ｖ0 のレンジ幅がＶx 分シフトされること
になる。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明によればファジ
ィ推論をハードウエア化した場合、次の効果を奏する。
ィ推論をハードウエア化した場合、次の効果を奏する。
【００２２】（１）後続の回路、装置の入力レンジ幅が
異なっても、スケーリング手段より重心値の出力レンジ
幅のスケーリングが可能となり、またレベルシフト手段
により重心値の出力レンジ幅のシフトも可能となる。
異なっても、スケーリング手段より重心値の出力レンジ
幅のスケーリングが可能となり、またレベルシフト手段
により重心値の出力レンジ幅のシフトも可能となる。
【００２３】（２）同じ手段を用いて、制御目的に応じ
て後件部のスケーリング、つまり制御量を可変調整する
ことができる。
て後件部のスケーリング、つまり制御量を可変調整する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】 本発明による非ファジィ化ハードウエアをア
ナログ電気回路として構成した場合の例を示す回路図で
ある。
ナログ電気回路として構成した場合の例を示す回路図で
ある。
【図３】 簡略型ファジィ推論の概略説明図である。
１：推論ブロック、２：最大値演算回路、３：荷重加算
ブロック、４：単純加算ブロック、５：除算ブロック、
６：スケーリングブロック、７：レベルシフトブロッ
ク、１１：除算回路、１２：スケーリング回路、１３：
レベルシフト回路
ブロック、４：単純加算ブロック、５：除算ブロック、
６：スケーリングブロック、７：レベルシフトブロッ
ク、１１：除算回路、１２：スケーリング回路、１３：
レベルシフト回路
Claims (1)
- 【請求項１】 後件部がシングルトンから構成される簡
略型ファジィ推論ハードウエアの非ファジィ化装置にお
いて、各ルール毎に設けられた推論ブロックにおける前
記各ルールの後件部の各シングルトンを各シングルトン
毎に統合する最大値を演算する最大値演算手段と、同最
大値演算手段より出力された各推論グレードをそれぞれ
荷重加算及び単純加算する手段と、前記荷重加算値を単
純加算値で除算して重心値を求める除算手段と、その除
算値の出力レンジ幅を任意の値に伸縮及びシフトする手
段とを備えた、非ファジィ化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4184139A JPH0628500A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 非ファジィ化装置 |
| US08/086,039 US5546501A (en) | 1992-07-10 | 1993-07-06 | Defuzzification system for shifting and scaling centroid values |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4184139A JPH0628500A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 非ファジィ化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0628500A true JPH0628500A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16148057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4184139A Pending JPH0628500A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 非ファジィ化装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5546501A (ja) |
| JP (1) | JPH0628500A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6763337B1 (en) * | 1999-03-05 | 2004-07-13 | Lockheed Martin Corporation | Weighted wedge defuzzification for conceptual system design evaluation |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0682396B2 (ja) * | 1985-10-22 | 1994-10-19 | オムロン株式会社 | メンバーシップ関数合成装置およびファジィ・システム |
| JPH02155045A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Aputo Instr Kk | 真理値コンバータ |
| US5202954A (en) * | 1989-07-14 | 1993-04-13 | Olympus Optical Co., Ltd. | Digital fuzzy apparatus having simplified barycentral operation arrangement |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP4184139A patent/JPH0628500A/ja active Pending
-
1993
- 1993-07-06 US US08/086,039 patent/US5546501A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5546501A (en) | 1996-08-13 |
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