JPS62293401A - ファジーコントローラ - Google Patents

ファジーコントローラ

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JPS62293401A
JPS62293401A JP61136851A JP13685186A JPS62293401A JP S62293401 A JPS62293401 A JP S62293401A JP 61136851 A JP61136851 A JP 61136851A JP 13685186 A JP13685186 A JP 13685186A JP S62293401 A JPS62293401 A JP S62293401A
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Takashi Onishi
大西 巍
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は都市ゴミ焼却炉、流動床炉、セメントキルン、
発電プラント;クレーン、電車などのプロセス装置から
の入力信号から前件部、後件部の制御則により出力を得
るファジーコントローラの制御方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、ファジー(Fuzzy )制御は、セメントキル
ンの運転やクレーン、地下鉄の運転に実用化されつつあ
るが、制御則の記述が複雑で演算【時間がかかり、また
これを避けようとすると制御則間に矛盾が現われ、人間
のオペレータの様なデリケートな操作や場合に応じた適
切な操作内容の選択が難かしいなどの問題点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
現在使用されているファジー制御の制御則は下表の様に
if (前件部) then (後件部)の形式で記述
される。ここで xl・x2・・・xm ;人力   y;出力(複数1
固であってもよい)AI 11A+ 2 °”Arn、
n;入力の77ノーλ数B、 、t32・・・Bn ;
出力のファノー変数A13 (Xj)、J(yi) ;
各々Xj*yで決まるメンバシップ関数の値出力yは、
各制御則の前件部の満足する朕合い(以下、充足度とい
う)βiを βi” rnln(At 1 (Xl)、A12(X2
)h ””Airn(”to))+ (1=1 e 2
 +”’ n )トシテy= ’  (A β18I(
y))ydy/J (DβIBi(y))dy    
・−(1)yεY1            %y  
i=1により演算される方法がよく用いられる。この細
径件部の記述にはyをX1@X2+・・・萄の線型l久
結合で表わす方法など色々な方法が提案されているが、
基本的には(1)式又は(2)式にみられる様に、各規
則の充足度を後件部に重み付けして、出力yに関する重
心(平均値)を演算する点においては、はとんど変シ無
い。ファジー制御では規則間に多少の矛盾があっても、
全体としてはバランスのとれた制御を行うことができる
点が特長の1つにあげられているが、これは上述鈴演算
方法に基すいている性質で、即ち77ソー制御では各制
御則が同等に扱われその平均的な演算を行っている点に
原因がある。逆に、この様な演算方式であると1人間の
操作員が経鹸的に実行する様な制御則間の優先順序を考
慮した操作は実現困難で、その結果ファジーコントロー
ラは危急時の連応性や操作のデリケートさの面でオペレ
ータに劣るのが一般的である。例えば制御則R,がR2
に優先する場合、前件部の充足度が同程度であればオに
レータはR2による操作を軽視してR1に基ずく行動を
1睨するに対して、ファジーコントローラUR□ トR
2の中間的な出力を出力する。この様な各制御則間の矛
盾を無くそうとすると前件部にR1とR2とを組み合せ
た新たな制御則が必要となり人カフアノー変数の組合せ
と制御則の数が膨大となる。
そこで、本発明は熟練オペレータと同様なデリケートな
操作を実現することができ、かつ従来のファジー制御の
制御則を大幅に短縮低減でき、演算時間を短くできるフ
ァジーコントローラの制御方法を提供することを目的と
する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記目的t−達成するため、グランド、機械装
置等のプロセス装置からの入力信号から前件部、後件部
の制御則により出力を得るファジーコントローラにおい
て、複数個の入力信号の制御則間の優先順序をあらかじ
め与えておき、その度合いにより決足される″重み”を
演算し、被優先制御則の後件部に乗じることによりこの
後件部分補正する機能を具備する77ノーコントローラ
の制御方法である。
〔作用〕
上記制御方法は (1)制御則間の優先順序を考慮した演算機能をファジ
ーコントローラに具備することにより、熟練オペレータ
と同椋なデリケートな操作?実現できる。
(2)  制御則前件部のファソー変数の組合せを単純
化し、かつ制御則の数を少なくすることができる。
〔実施例〕
以下1本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図に示す様にファジーコントローラCONは。
プロセス装[PRからの入力信号Xからif〜(前件部
)、then〜(後件部ン形式の制御則R1+R2・・
・Rn、優先順序付の演算部OPと、出口推論部REA
により出力信号Yを得るものである。ここで、入・出力
信号X、Yのファソー変数1”l:第2図に示す様なも
のが一例としてあげられる。制御則間の優先順序関係は
、第3図(a)に示す様な構造モデルで与えることがで
きる。この優先順序は、オペレータの軽験則や゛制御工
学上の九減、プラントの安全面での配慮等により決めら
れる。この関係をマ)IJンクス表ボしたものが第3図
(b)に示しである。優先、順序のついた2つの制御則
R1とR4で、R1がRjに優先するとき、各々の前件
部の充足度をβ1.βjとするとβl、β」ε[0,1
] であるからβi、βjの大小関係がOから1までの
1つの値で表示できる。即ちβ1が大きい程βillβ
jは1に、又小さい程0に近ずきβl=βjならば1/
2の値をとる。更にβ、oβjの値で一意的に決まる関
数η(β10β」)を、例えば第5図に示す様に定義し
、2つの制御則の優先の程度に応じて適当なηKを選択
する様にする。これを優先度関数と呼ぶことにする。例
えば第4図において、η=η1ではRiはR4に”やや
優先”、η=η3の関数は1非常に優先される”場合に
適用する。
この様にして得られたηK(β10βj)を非優先側の
後件部解集合町(y)に乗じて、即ち、Bj”(y)ジ
にφ10βj)βj・B(y)として得られたBj*(
y)は、制御則Riとi(jとの優先順序関係と前件部
の充足度の大小関係により補正された解集合となる。こ
の様な演算の例を第5図に示した。
従来のファソー制御では、単にRiと町の後件部解集合
の平均的な出力を得ているのに対し、本発明の実施例で
は制御則間の優先りI序関係と前件部充足度の大きさに
応じて出力を変化させることができ、熟練オペレータの
操作に類似した制御動作を得ることができる。
第6図は以上述べた制飼方法の具体的な計算のフローを
示すもので、ステップ1において、ファジーコントロー
ラCONにデータX11X2+・・・χlnを入力する
。ステラf2において、111件部元足度計算を行う。
ステップ3において、優先度aの規則に対するβ、*、
の計n全行うが、これは上記したようにシステムモデル
として、あらかじめ第3図のようなデータとして定める
必要がある。ステップ4において、β”)=min(β
1j、β2J、β3j)と修正する。
ステップ5において、優先度すの規則に対するβ−4の
計算を行い、ステップ6において、ステップ4と同じく
修正する。ステップ7において、最終的に得たグjによ
り解集合をIif算する。このことは例えばy磐(al
<y)−g2(y)、・・・c+n(y月は任意のyε
Yに対しrnax(gl(y)、、g2(yL・・・g
n(y月の意味で、最大界(上界)を選ぶ演算である。
そしてステップ8において出力仝の計算を行う。
ここで、上記ステッ7′3.ステッグ4.ステップ5に
ついて説9Jt−補足する。すなわち、β1とβjとの
大小関係を規足する2項演算β10βjとi、jの優先
順序関係で決る関数ηKC11・βj)を、第4図に示
しである。即ち規則lがjにレベルに−4(優先するも
のとすると。
β1.βjよりβ1oβ、をi!it算し、これからβ
jをβj=ηKUiaβρ・IJjにより補正する。
第5図は、優先順序関係をつけたときの解集合のパター
ンの例を示したもので、直接、第6図のフローとは関係
ない。りi、はiとjとの比較で演算されるμjの補正
係数であるが、一般に制御則R3は複数個のより優先さ
れる制御則をもつため、各比較での補正をβij、とし
て、これらの最小値を実際に使用する補正係数へとして
74?”j=min(β1j−β2jx・・・、βKj
)により選択する。なお第3図でに=3となっている。
ステラf5.6においては、第3図でsR4とR,、R
γ 、R8の比較を、ステップ3#4と同様に実施する
以上述べた本発明の実施例によれば以下のような効果が
得られる。オペレータは例えば危急時には急硬を防止す
る様な処置を先ず講するのが普通で、この場合、通常使
用されている制御則に基ずく動作は無視される。この様
にオペレータが持つ経験的な制御則間の優先順位に基ず
く動作は、従来のファソー制御では実現困難で5る。と
ころが、不発明の実施例では、この様な動作を制御則間
の優先順序付構造モデルによる演I機構をファジーコン
トローラCONに付加して、得ようとするもので、容易
に熟練オペレータと四球な操作信号を得ることができ、
また制御則前件部のファソー変数の組合せを単w、4化
でき、従来のファノー制御の制御則を大巾に短縮・低減
でさ、演算時間を短くできるという効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上述べた本発明によ几ば、プラント、機械装置等のプ
ロセス装置からの入力信号からtnf件部。
後件部の開側1則により出力を得るファジーコントロー
ラにおいて、D1数個の入力信号の制御則間の優先順序
をあらかじめ与えておき、その度合いにより決定される
“重み”を演算し、被優先制御則の後件部に乗じること
によシこの後件部を補正する機能を具備しているので、
容易に熟練オペレータと同様な操作信号を得ることがで
き、かつ従来のファジー制御の制御則を大幅に短縮低減
でき、演算時間を短くできる7アソーコントローラの制
御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるファソーコントローラの制御方法
を実施するための装置の構成図、第2図は第1図のファ
ソーコントローラの人出力信号のファノー変数を示す図
、第3図(a) # (b)はそれぞれ第1図の制御則
間の投光j1位の構造モデルを示す図およびこれをマト
リックス表示した図、第4図は第1図の優先度関数の例
を示す図、第5図は第1図の優先順序の演算による解集
合の違いを示す図、第6図は本発明の制御方法を説明す
るための計算手順のフローチャートである。 CON・・・コントローラ、PR・・・プロセス装置。 R1−Rn・・・制御則、OP・・・優先順序付の演算
部、REA・・・出力推論部。 出願人復代理人 −yf埋士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 大−一一優先度□小 (a) (例;Ru1elはRu1e sにWf 先する)(b
) 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. プラント、機械装置等のプロセス装置からの入力信号か
    ら前件部、後件部の制御則により出力を得るファジーコ
    ントローラにおいて、複数個の入力信号の制御則間の優
    先順序をあらかじめ与えておき、その度合いにより決定
    される“重み”を演算し、被優先制御則の後件部に乗じ
    ることによりこの後件部を補正する機能を具備するファ
    ジーコントローラの制御方法。
JP61136851A 1986-06-12 1986-06-12 ファジーコントローラ Expired - Lifetime JPH07104682B2 (ja)

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