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JPH05108362A - Fuzzy development back-up device - Google Patents

Fuzzy development back-up device

Info

Publication number
JPH05108362A
JPH05108362A JP26485991A JP26485991A JPH05108362A JP H05108362 A JPH05108362 A JP H05108362A JP 26485991 A JP26485991 A JP 26485991A JP 26485991 A JP26485991 A JP 26485991A JP H05108362 A JPH05108362 A JP H05108362A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuzzy
memory capacity
inference
input
knowledge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26485991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ritsu Katayama
立 片山
Yuji Kajitani
雄治 梶谷
Kaihei Kuwata
海平 鍬田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP26485991A priority Critical patent/JPH05108362A/en
Publication of JPH05108362A publication Critical patent/JPH05108362A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide a fuzzy development back-up device which can perform the rational selection between a look-up table system and a fuzzy inference system according to the limit conditions when a fuzzy inference is applied to a product (device) for execution of the fuzzy control. CONSTITUTION:The fuzzy knowledge is generated based on the output set to the input and the designing limit conditions and stored in a fuzzy knowledge storage part 4. Thus a fuzzy inference system memory capacity/inferring speed calculating part 7 calculates the memory capacity and an inferring speed necessary for execution of a fuzzy inference based on the fuzzy knowledge. Meanwhile a look-up table system memory capacity/inferring speed/approximate accuracy calculation part 9 calculates the memory capacity necessary for production of a look-up table accordant with the output set by the fuzzy inference result obtained based on the input and the produced fuzzy knowledge. Then the memory capacity and the inferring speed that are calculated at both parts 7 end 9 are shown a Pareto optimal solution curve display part 10.

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、ファジィルールに基づ
いて制御を行うファジィ制御装置において理想的な制御
応答を実現するための最適なファジィ知識の構築と、フ
ァジィ制御装置でファジィ推論を行う際の実行形態の決
定を支援するためのファジィ開発支援装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the construction of optimum fuzzy knowledge for realizing an ideal control response in a fuzzy controller for controlling based on fuzzy rules, and fuzzy inference by the fuzzy controller. The present invention relates to a fuzzy development support device for supporting the determination of the execution form of.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ファジィ技術の産業上への応用が
著しく広がっており、多くのファジィ応用製品が発表さ
れているが、ファジィ応用製品開発の最大のボトルネッ
クはファジィ知識(ファジィルールとメンバーシップ関
数)を構築することである。
2. Description of the Related Art In recent years, industrial applications of fuzzy technology have remarkably spread, and many fuzzy application products have been announced. The biggest bottleneck in developing fuzzy application products is fuzzy knowledge (fuzzy rules and members. Ship function).

【0003】このファジィ知識の構築を支援するため
に、例えば、メンバーシップ関数形状をグラフィック表
示しファジィ知識ベース設計者の設計環境を支援すると
いったファジィ開発支援装置がいくつか提案されてい
る。
In order to support the construction of this fuzzy knowledge, some fuzzy development support devices have been proposed, for example, the membership function shape is graphically displayed to support the design environment of a fuzzy knowledge base designer.

【0004】一般に、ファジィ推論を製品(装置)に組
み込んでファジィ制御を行う場合には、ルックアップテ
ーブル方式と組み込む装置(製品)のマイクロプロセッ
サでファジィ推論を演算するファジィ推論方式のいずれ
かが適用される。
Generally, when fuzzy inference is incorporated into a product (apparatus) to perform fuzzy control, either a look-up table method or a fuzzy inference method in which the microprocessor of the incorporated apparatus (product) operates the fuzzy inference is applied. To be done.

【0005】ルックアップテーブル方式は、入力変数値
の組合せに対し予めファジィ推論を行なって出力値を計
算しておき、入力値と対応する出力値の組をテーブル形
式で参照する方式である。この方式では、マイクロプロ
セッサがメモリをアクセスする速度と同一かつ一定の速
度で推論が行われることになるが、入出力変数とその分
解能が増えるにつれて、必要なメモリ容量が指数関数的
に増大するという欠点も有している。一方、ファジィ推
論方式は、入出力変数が多い場合にも比較的少ないメモ
リ容量でファジィ推論を実現できるが、ファジィルール
数が増大すると推論速度が遅くなるという欠点を有して
いる。
The look-up table method is a method in which fuzzy inference is performed in advance on a combination of input variable values to calculate output values, and a set of output values corresponding to the input values is referred to in a table format. In this method, inference is performed at the same speed as the microprocessor accesses the memory and at a constant speed, but the required memory capacity increases exponentially as the input / output variables and their resolution increase. It also has drawbacks. On the other hand, the fuzzy inference method can realize the fuzzy inference with a relatively small memory capacity even when there are many input / output variables, but has a drawback that the inference speed becomes slow as the number of fuzzy rules increases.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】入出力変数の数や近似
精度等のファジィ知識構築における設計制約条件が、ル
ックアップテーブル方式とファジィ推論方式のどちらを
選択したらよいか明白でないクリティカルなものである
場合、多くは、設計者が経験的にどちらかの方式を選択
していた。
The design constraint conditions in the fuzzy knowledge construction such as the number of input / output variables and the approximation accuracy are critical ones that it is not clear which lookup table method or fuzzy inference method should be selected. In many cases, designers have empirically selected either method.

【0007】しかしながら、経験的な選択では合理的な
選択とは言えず、また、経験の浅い設計者では、方式の
選択を誤る虞があった。方式の選択を誤ると、ファジィ
制御装置の規模(メモリ容量)が大きくなり過ぎたり、
制御に十分な応答性が得られなくなったりしてしまう。
However, empirical selection cannot be said to be rational, and an inexperienced designer may erroneously select a method. If the method is selected incorrectly, the scale (memory capacity) of the fuzzy controller becomes too large,
It may not be possible to obtain sufficient responsiveness for control.

【0008】本発明は、斯様な点に鑑みて成されたもの
で、設計制約条件にあった、ルックアップテーブル方式
とファジィ推論方式の合理的な選択が可能なファジィ開
発支援装置を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fuzzy development support device capable of rational selection of a look-up table method and a fuzzy inference method that meet design constraints. It is a thing.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、入力に対する
出力と設計制約条件に基づいてファジィ知識を生成する
ファジィ開発支援装置であって、生成されたファジィ知
識によりファジィ推論を行う際に必要なメモリ容量と推
論速度を求めるファジィ推論方式評価手段と、入力と生
成されたファジィ知識に基づいたファジィ推論結果によ
る出力に応じたルックアップテーブル作成に要するメモ
リ容量を求めるルックアップテーブル方式メモリ容量評
価手段と、前記ファジィ推論方式評価手段及びルックア
ップテーブル方式メモリ容量評価手段で求められたメモ
リ容量あるいは推論速度を表示する表示手段とを備える
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a fuzzy development support device for generating fuzzy knowledge based on an output with respect to an input and a design constraint condition, which is required when performing fuzzy inference based on the generated fuzzy knowledge. Fuzzy inference method evaluation means for obtaining memory capacity and inference speed, and look-up table method memory capacity evaluation means for obtaining memory capacity required to create a look-up table according to an output from a fuzzy inference result based on input and generated fuzzy knowledge And a display means for displaying the memory capacity or the inference speed obtained by the fuzzy inference method evaluation means and the lookup table method memory capacity evaluation means.

【0010】[0010]

【作用】入力に対する出力と設計制約条件に基づいてフ
ァジィ知識が生成されると、生成されたファジィ知識に
よりファジィ推論を行う際に必要なメモリ容量と推論速
度がファジィ推論方式評価手段で求められ、また、入力
と生成されたファジィ知識に基づいたファジィ推論結果
による出力に応じたルックアップテーブル作成に要する
メモリ容量がルックアップテーブル方式メモリ容量評価
手段で求められる。そして、これらファジィ推論方式評
価手段及びルックアップテーブル方式メモリ容量評価手
段で求められたメモリ容量あるいは推論速度が表示手段
で表示される。
When the fuzzy knowledge is generated based on the output for the input and the design constraint condition, the memory capacity and the inference speed necessary for performing the fuzzy inference by the generated fuzzy knowledge are obtained by the fuzzy inference method evaluation means, Further, the memory capacity required for creating the look-up table according to the input and the output based on the fuzzy inference result based on the generated fuzzy knowledge is obtained by the look-up table type memory capacity evaluating means. Then, the memory capacity or inference speed obtained by the fuzzy inference method evaluation means and the look-up table method memory capacity evaluation means is displayed on the display means.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、本発明装置の一実施例の概略構成図
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the device of the present invention.

【0012】1は図示しない入力手段の操作により設定
されたシステムの入出力データ(実験データ)を記憶す
る入出力データ記憶部、2は同様に与えられた設計制約
条件(入出力変数数や近似精度など)を記憶する設計制
約条件記憶部、3は様々なファジィ分割数(ただし、2
分割以上)のファジィ知識(ファジィルールおよびメン
バーシップ関数)を生成するルール・メンバーシップ関
数標準形生成部、4は該ルール・メンバーシップ関数標
準形生成部3で生成された様々なファジィ分割数のファ
ジィ知識を記憶するファジィ知識記憶部である。
Reference numeral 1 is an input / output data storage unit for storing input / output data (experimental data) of the system set by operating an input means (not shown), and 2 is similarly given design constraint conditions (number of input / output variables and approximation). The design constraint storage unit 3 for storing the accuracy) has various fuzzy division numbers (however, 2).
Rule / membership function standard form generating unit 4 for generating fuzzy knowledge (fuzzy rule and membership function) of division or more) is for various fuzzy division numbers generated by the rule / membership function standard form generating unit 3. It is a fuzzy knowledge storage unit that stores fuzzy knowledge.

【0013】5はファジィ知識記憶部4に記憶されてい
るファジィ知識と入出力データ記憶部1に記憶されてい
る入出力データから入出力データ記憶部1の入出力デー
タを近似するようファジィ知識記憶部4に記憶されたフ
ァジィ知識を修正(モデリング)し、修正した各ファジ
ィ知識を用いてファジィ推論を行ない入出力データ記憶
部1に記憶されている入出力データとの近似精度を計算
するファジィモデリング・近似精度計算部、6は該ファ
ジィモデリング・近似精度計算部5と後述するルックア
ップテーブル方式メモリ容量・推論速度・近似精度計算
部9で用いられるファジィ推論部である。
Reference numeral 5 is a fuzzy knowledge storage for approximating the input / output data of the input / output data storage unit 1 from the fuzzy knowledge stored in the fuzzy knowledge storage unit 4 and the input / output data stored in the input / output data storage unit 1. Fuzzy modeling in which the fuzzy knowledge stored in the unit 4 is modified (modeling), fuzzy inference is performed using each modified fuzzy knowledge, and the approximation accuracy with the input / output data stored in the input / output data storage unit 1 is calculated. An approximation accuracy calculation unit 6 is a fuzzy inference unit used in the fuzzy modeling / approximation accuracy calculation unit 5 and a lookup table type memory capacity / inference speed / approximation accuracy calculation unit 9 described later.

【0014】7はファジィ知識記憶部4に記憶されてい
るモデリングされた様々なファジィ分割数のファジィ知
識を用いてファジィ推論を行なう際に必要となるメモリ
容量および推論速度を計算するファジィ推論方式評価手
段としてのファジィ推論方式メモリ容量・推論速度計算
部、8は該ファジィ推論方式メモリ容量・推論速度計算
部7と後述のルックアップテーブル方式メモリ容量・推
論速度・近似精度計算部9で推論速度を計算する際に参
照される各種マイクロプロセッサ(MPU)の演算クロ
ック数、メモリアクセスクロック数、クロック周波数を
記憶したMPU対応命令クロック数データベースであ
る。
Reference numeral 7 is a fuzzy inference method evaluation for calculating a memory capacity and an inference speed necessary for performing fuzzy inference using fuzzy knowledge of various modeled fuzzy division numbers stored in the fuzzy knowledge storage unit 4. The fuzzy inference method memory capacity / inference speed calculation section 8 as means is a fuzzy inference method memory capacity / inference speed calculation section 7 and a look-up table method memory capacity / inference speed / approximation accuracy calculation section 9 which will be described later. It is an MPU-compatible instruction clock count database that stores the number of operation clocks, the number of memory access clocks, and the clock frequency of various microprocessors (MPUs) that are referred to when calculating.

【0015】9はファジィ知識記憶部4に記憶されてい
るモデリングされた様々な分割数のファジィ知識を用い
てファジィ推論を行なった結果から様々な分解能のルッ
クアップテーブルを作成する際に必要となるメモリ容
量、推論速度(メモリアクセス速度)、近似精度を計算
するルックアップテーブル方式メモリ容量評価手段とし
てのルックアップテーブル方式メモリ容量・推論速度・
近似精度計算部、10はファジィ推論方式メモリ容量・
推論速度計算部7およびルックアップテーブル方式メモ
リ容量・推論速度・近似精度計算部9で計算された両方
式の推論速度、メモリ容量および近似精度から非劣解
(Pareto最適解)曲線を設計者に提示する表示手
段としてのファジィ推論方式・ルックアップテーブル方
式非劣解曲線表示部である。
Reference numeral 9 is necessary when creating a lookup table of various resolutions from the result of fuzzy inference using the modeled fuzzy knowledge of various division numbers stored in the fuzzy knowledge storage unit 4. Memory capacity, inference speed (memory access speed), lookup table method for calculating approximation accuracy Memory capacity as a memory capacity evaluation means Memory capacity / inference speed /
Approximate accuracy calculation unit, 10 is a fuzzy inference method memory capacity
Based on the inference speed, the memory capacity, and the approximation accuracy of both formulas calculated by the inference speed calculation unit 7 and the look-up table method memory capacity / inference speed / approximation accuracy calculation unit 9, a non-inferior (Pareto optimal solution) curve is given to the designer. It is a fuzzy inference method / lookup table method non-inferior solution curve display unit as a display means to be presented.

【0016】尚、本実施例では簡単のために、ファジィ
ルールには後件部が実数値であるような簡易推論を用い
るものとする。
In this embodiment, for the sake of simplicity, it is assumed that the fuzzy rule uses simple inference such that the consequent part is a real value.

【0017】斯様な装置において、ルール・メンバーシ
ップ関数標準形生成部3は、入出力データ記憶部1に記
憶されたシステムの入出力データおよび設計制約条件記
憶部2に記憶された入出力変数数から図2および図3に
示すような標準形のファジィ知識(ファジィルール、メ
ンバーシップ関数)を生成する。
In such an apparatus, the rule / membership function standard form generator 3 is configured to input / output data of the system stored in the input / output data storage 1 and the input / output variables stored in the design constraint storage 2 A standard form of fuzzy knowledge (fuzzy rule, membership function) as shown in FIGS. 2 and 3 is generated from the numbers.

【0018】図2は入力変数数2(A,B)でファジィ
分割数3の場合の前件部メンバーシップ関数を示してお
り、入力値の範囲を等分割しメンバーシップ関数の形状
は2等辺三角形で、隣接するメンバーシップ関数とはグ
レード値0.5で交わるように設定されている。また、
図3は図2で示されるメンバーシップ関数から構成され
るファジィルールである(後件部実数型で出力変数数
1)。尚、入力変数数および出力変数数は設計制約条件
記憶部2に記憶されている任意の数が、またファジィ分
割数やメンバーシップ関数形状及び隣接するメンバーシ
ップ関数との交差条件なども任意の値が設定される。
FIG. 2 shows a membership function of the antecedent part when the number of input variables is 2 (A, B) and the number of fuzzy divisions is 3, and the range of input values is equally divided and the shape of the membership function is isosceles. It is a triangle and is set to intersect with the adjacent membership function at a grade value of 0.5. Also,
FIG. 3 shows a fuzzy rule composed of the membership function shown in FIG. 2 (consequent part real number type, output variable number 1). The number of input variables and the number of output variables are arbitrary numbers stored in the design constraint storage unit 2, and the fuzzy division number, the membership function shape, and the intersection condition with an adjacent membership function are also arbitrary values. Is set.

【0019】ルール・メンバーシップ関数標準形生成部
3で生成された様々なファジィ分割数のファジィ知識
は、ファジィ知識記憶部4に記憶される。ファジィ知識
記憶部4に記憶された様々なファジィ分割数のファジィ
知識は、入出力データ記憶部1に記憶されている入出力
データを用いて、ファジィモデリング・近似精度計算部
5およびファジィ推論部6によって入出力データを近似
するファジィ知識に修正(モデリング)され、ファジィ
知識記憶部4に再度記憶される。
Fuzzy knowledge of various fuzzy division numbers generated by the rule / membership function standard form generating unit 3 is stored in the fuzzy knowledge storing unit 4. The fuzzy knowledge of various fuzzy division numbers stored in the fuzzy knowledge storage unit 4 uses the input / output data stored in the input / output data storage unit 1 to perform fuzzy modeling / approximation accuracy calculation unit 5 and fuzzy inference unit 6 The input / output data is corrected (modeled) to approximate fuzzy knowledge and stored again in the fuzzy knowledge storage unit 4.

【0020】ファジィモデリングの手法としては、例え
ば、『最急降下法によるファジィ推論の自動チューニン
グと障害物回避への応用』(1990年第6回ファジィ
システムシンポジウム講演論文集、第423頁乃至第4
26頁)が挙げられる。尚、ファジィモデリングが終了
した時点で、各ファジィ分割数の近似精度(入出力デー
タ記憶部1に記憶されている入出力データとの近似精
度)も計算され、ファジィ知識記憶部4に格納される。
As a method of fuzzy modeling, for example, "automatic tuning of fuzzy reasoning by the steepest descent method and its application to obstacle avoidance" (1990 6th Fuzzy System Symposium Proceedings, pp. 423-4)
26). When the fuzzy modeling is completed, the approximation accuracy of each fuzzy division number (approximation accuracy with the input / output data stored in the input / output data storage unit 1) is also calculated and stored in the fuzzy knowledge storage unit 4. ..

【0021】ここで、近似精度は、例えば次式で示され
る誤差2乗和により計算される。この式において、Eは
誤差2乗和、dは入出力データ記憶部1に記憶されてい
る入出力データの個数、yh tはh番目の出力データ値、
hはh番目の入力データを用いてファジィ推論を行っ
た結果の推論値である。
Here, the approximation accuracy is calculated by, for example, the sum of squared errors shown by the following equation. In this equation, E is the error sum of squares, the number of input and output data d is stored in the output data storage unit 1, y h t is h-th output data values,
y h is an inference value obtained as a result of fuzzy inference using the h-th input data.

【0022】[0022]

【数1】 [Equation 1]

【0023】そして、ファジィ推論方式メモリ容量・推
論速度計算部7にて、ファジィモデリング・近似精度計
算部5でモデリングされたファジィ知識から、MPU対
応命令クロック数データベース8に記憶されたマイクロ
プロセッサ(MPU)の種類ごとに命令クロック数を参
照して、推論速度とメモリ容量が計算される。
Then, in the fuzzy inference method memory capacity / inference speed calculation unit 7, from the fuzzy knowledge modeled in the fuzzy modeling / approximation accuracy calculation unit 5, the microprocessor (MPU) stored in the MPU compatible instruction clock frequency database 8 is obtained. Inference speed and memory capacity are calculated by referring to the number of instruction clocks for each type.

【0024】ファジィルール後件部が実数値であるファ
ジィ知識のメモリ容量は、入力変数数、出力変数数、フ
ァジィ分割数が決まれば、次の式で計算される。
If the number of input variables, the number of output variables, and the number of fuzzy divisions are determined, the memory capacity of the fuzzy knowledge whose consequent part of the fuzzy rule is a real value is calculated by the following formula.

【0025】[0025]

【数2】 [Equation 2]

【0026】例えば、前件部構造体バイト数が10、メ
ンバーシップ関数構造体バイト数が8、後件部構造体バ
イト数が10、ファジィルール構造体バイト数が20で
あるファジィ知識の構造体において、入力変数数が2、
出力変数数が1、ファジィ分割数が3であれば、上式よ
りファジィ知識のメモリ容量は258バイトとなる。
For example, a fuzzy knowledge structure having 10 antecedent structure bytes, 8 membership function structure bytes, 10 antecedent structure bytes, and 20 fuzzy rule structure bytes. , The number of input variables is 2,
If the number of output variables is 1 and the number of fuzzy divisions is 3, the fuzzy knowledge memory capacity is 258 bytes from the above equation.

【0027】 2×(10+3×8)+1×10+32×20=258 また、異なる構造のファジィ知識の場合には、そのメモ
リ容量は異なる式で求められる。例えばファジィルール
後件部が実数値でなくメンバーシップ関数から構成され
るときは、
2 × (10 + 3 × 8) + 1 × 10 + 3 2 × 20 = 258 Further, in the case of fuzzy knowledge having a different structure, the memory capacity is obtained by a different formula. For example, if the fuzzy rule consequent part is not a real number but a membership function,

【0028】[0028]

【数3】 [Equation 3]

【0029】で計算される。It is calculated by

【0030】そして、計算されたファジィ知識のメモリ
容量にファジィ推論に必要なプログラム容量を加えファ
ジィ推論方式に必要なメモリ容量が求まる。
Then, the memory capacity required for the fuzzy inference method is obtained by adding the program capacity required for fuzzy inference to the calculated memory capacity for fuzzy knowledge.

【0031】また、推論速度に関して、ファジィ推論部
6で入出力データ記憶部1に記憶されている入力データ
とファジィ知識記憶部に記憶されているファジィ知識を
用いてファジィ推論を行い、ファジィ推論方式メモリ容
量・推論速度計算部7はファジィ推論で実行される加
算、乗算、除算回数を各々計測して、1回当たりのファ
ジィ推論に必要な演算回数(平均値あるいは最悪値(最
も演算回数が多かったもの)など)を求める。そして、
求めた各演算回数とMPU対応命令クロック数データベ
ース8に登録されている各演算に必要なクロック数と掛
け合わせることによって応用しようとしている製品での
ファジィ推論速度を求める。
Regarding the inference speed, fuzzy inference is performed by the fuzzy inference unit 6 using the input data stored in the input / output data storage unit 1 and the fuzzy knowledge stored in the fuzzy knowledge storage unit. The memory capacity / inference speed calculation unit 7 measures the number of additions, multiplications, and divisions executed by fuzzy inference, and calculates the number of operations (average value or worst value (the maximum number of operations is required for each fuzzy inference. )))). And
The fuzzy reasoning speed in the product to be applied is calculated by multiplying the calculated number of operations with the number of clocks required for each operation registered in the MPU-compatible instruction clock number database 8.

【0032】図4はMPU対応命令クロック数データベ
ースの一例である。このMPU対応命令クロック数デー
タベースには、予めファジィ推論を実装する製品に搭載
されているマイクロプロセッサ(MPU)の命令クロッ
ク数とクロック周波数が登録される。
FIG. 4 shows an example of the MPU-compatible instruction clock count database. In this MPU-compatible instruction clock number database, the instruction clock number and clock frequency of the microprocessor (MPU) installed in the product in which fuzzy inference is mounted are registered in advance.

【0033】一方、ルックアップテーブル方式メモリ容
量・推論速度・近似精度計算部9は、入力変数および出
力変数に要する分解能(ビット数)からルックアップテ
ーブルを構成するのに必要となるメモリ容量を算出す
る。例えば、入力変数数2、出力変数数1で各々8ビッ
トの分解能ならば各入力変数の値は0から255まで考
えられ、入力データのパターンとしては256×256
=65536通りとなる。これに出力変数の分解能が8
ビットであるからメモリ容量は64Kバイトとなる。こ
のメモリ容量は、入出力データ夫々の数と分解能に応じ
て計算される。
On the other hand, the lookup table type memory capacity / inference speed / approximation accuracy calculation unit 9 calculates the memory capacity required to construct the lookup table from the resolution (the number of bits) required for the input variable and the output variable. To do. For example, if the number of input variables is 2 and the number of output variables is 1 and the resolution is 8 bits each, the value of each input variable is considered from 0 to 255, and the input data pattern is 256 × 256.
= 65536 ways. The resolution of the output variable is 8
Since it is a bit, the memory capacity is 64 Kbytes. This memory capacity is calculated according to the number of input / output data and the resolution.

【0034】更にルックアップテーブル方式メモリ容量
・推論速度・近似精度計算部9は、各分解能に対しての
近似精度も計算する。
Further, the lookup table type memory capacity / inference speed / approximation accuracy calculation unit 9 also calculates the approximation accuracy for each resolution.

【0035】例えば、ある入力変数には−1から+1の
範囲のデータが入力される可能性があり、その分解能が
4ビットである場合に、図5に示す入力データ値とビッ
トパターンとの対応が付けられたとする。図5では、入
力データ値が−1から0.8667の範囲であるならば
ビットパターンは0000となる。そして、この入力デ
ータ−ビットパターン対応関係を用いて、ファジィ推論
部6によるファジィ推論を実行させ、上述の誤差2乗和
により近似精度を求める。尚、図5のような入力データ
−ビットパターン対応関係は、一つの入力変数に限ら
ず、他の入力変数や出力変数についても同様にデータ範
囲とその分解能が決められて、各々のデータ値とビット
パターン対応関係応が決定される。
For example, data in the range of -1 to +1 may be input to a certain input variable, and when the resolution is 4 bits, the correspondence between the input data value and the bit pattern shown in FIG. 5 is obtained. Is attached. In FIG. 5, the bit pattern is 0000 if the input data value is in the range of -1 to 0.8667. Then, using this input data-bit pattern correspondence relationship, fuzzy inference is executed by the fuzzy inference unit 6, and the approximation accuracy is obtained by the above sum of squared errors. Incidentally, the input data-bit pattern correspondence relationship as shown in FIG. 5 is not limited to one input variable, and similarly for other input variables and output variables, the data range and the resolution thereof are determined, and each data value The bit pattern correspondence is determined.

【0036】推論速度に関しては、メモリアクセス速度
と同じになるので、MPU対応命令クロック数データベ
ース8より組み込みを行う製品に実装されているMPU
に対応したメモリアクセス速度を呼び出し推論速度とす
る。
Since the inference speed is the same as the memory access speed, the MPU corresponding to the MPU-compatible instruction clock count database 8 is installed in the product to be incorporated.
The memory access speed corresponding to is the call inference speed.

【0037】斯様にしてファジィ推論方式メモリ容量・
推論速度計算部7及びファジィ推論方式メモリ容量・推
論速度計算部9によるメモリ容量と近似精度が求められ
ると、ファジィ推論方式・ルックアップテーブル方式非
劣解曲線表示部10では求められた夫々のメモリ容量と
近似精度から夫々の方式の非劣解(Pareto最適
解)曲線を表示する。非劣解曲線の表示例を図6に示
す。而して、表示された両方式の非劣解(Pareto
最適解)曲線を見ることによって、設計者によるルック
アップテーブル方式とファジィ推論方式の合理的な選択
が可能になる。
In this way, the fuzzy reasoning method memory capacity
When the memory capacity and the approximation accuracy are calculated by the inference speed calculation unit 7 and the fuzzy inference method memory capacity / inference speed calculation unit 9, the respective memories calculated by the fuzzy inference method / lookup table method non-inferior solution curve display unit 10 are obtained. The non-inferior solution (Pareto optimal solution) curve of each method is displayed based on the capacity and the approximation accuracy. A display example of the non-inferior solution curve is shown in FIG. Thus, both displayed non-inferior solutions (Pareto
By looking at the (optimal solution) curve, it becomes possible for the designer to make a rational choice between the look-up table method and the fuzzy reasoning method.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなごと
く、ファジィ推論を応用製品に組み込む際の設計制約条
件(入出力変数数や精度など)とシステムの入出力デー
タ(例えば実験データ)に応じて、設計制約条件を満足
するようなファジィ知識が生成され、ルックアップテー
ブル方式とファジィ推論方式について、各々を採用した
ときのメモリ容量や推論速度に関する非劣解曲線が表示
される。これにより設計者によるルックアップテーブル
方式かファジィ推論方式かの選択が合理的に行える。
As is apparent from the above description, the present invention can be applied to design constraint conditions (the number of input / output variables, accuracy, etc.) and system input / output data (for example, experimental data) when incorporating fuzzy inference into an applied product. Accordingly, fuzzy knowledge that satisfies the design constraint is generated, and the non-inferior solution curve regarding the memory capacity and the inference speed when the lookup table method and the fuzzy inference method are adopted is displayed. This allows the designer to rationally select the look-up table method or the fuzzy inference method.

【0039】また、異なる設計制約条件(入出力変数数
や近似精度など)を与えることにより、各方式の推論速
度や必要なメモリ容量を見積もることができ、これによ
り、例えば設計制約条件が厳しくて実現可能解が存在し
ないときなど、制約条件を緩和するなどして実現可能解
を得るといった対話的な設計作業を支援することが可能
となる。
Further, by giving different design constraint conditions (the number of input / output variables, approximation accuracy, etc.), it is possible to estimate the inference speed of each system and the required memory capacity. When there is no feasible solution, it is possible to support interactive design work such as obtaining a feasible solution by relaxing constraints.

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

【図1】本発明装置の一実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a device of the present invention.

【図2】ファジィ分割数3の場合の標準形メンバーシッ
プ関数の形状を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a shape of a standard membership function in the case of a fuzzy division number of 3;

【図3】簡略型ファジィルールの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a simplified fuzzy rule.

【図4】本発明装置の一実施例に係るMPU対応命令ク
ロック数データベースの一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an MPU-compatible instruction clock count database according to an embodiment of the device of the present invention.

【図5】本発明装置の一実施例に係る入力データ−ビッ
トパターン対応関係の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an input data-bit pattern correspondence relationship according to an embodiment of the device of the present invention.

【図6】本発明装置の一実施例に係る非劣解曲線の表示
例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a display example of a non-inferior solution curve according to an embodiment of the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入出力データ記憶部 2 設計制約条件記憶部 3 ルール・メンバーシップ関数標準形生成部 4 ファジィ知識記憶部 5 ファジィモデリング・近似精度計算部 6 ファジィ推論部 7 ファジィ推論方式メモリ容量・推論速度計算部(フ
ァジィ推論方式評価手段) 8 MPU対応命令クロック数データベース 9 ルックアップテーブル方式メモリ容量・推論速度・
近似精度計算部(ルックアップテーブル方式メモリ容量
評価手段) 10 ファジィ推論方式・ルックアップテーブル方式非
劣解曲線表示部(表示手段)
1 input / output data storage unit 2 design constraint condition storage unit 3 rule membership function standard form generation unit 4 fuzzy knowledge storage unit 5 fuzzy modeling / approximation accuracy calculation unit 6 fuzzy inference unit 7 fuzzy inference method memory capacity / inference speed calculation unit (Fuzzy inference method evaluation means) 8 MPU-compatible instruction clock frequency database 9 Look-up table method memory capacity / inference speed /
Approximation accuracy calculation unit (lookup table type memory capacity evaluation means) 10 Fuzzy inference method / lookup table type non-inferior solution curve display unit (display means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力に対する出力と設計制約条件に基づ
いてファジィ知識を生成するファジィ開発支援装置にお
いて、 生成されたファジィ知識によりファジィ推論を行う際に
必要なメモリ容量と推論速度を求めるファジィ推論方式
評価手段と、入力と生成されたファジィ知識に基づいた
ファジィ推論結果による出力に応じたルックアップテー
ブル作成に要するメモリ容量を求めるルックアップテー
ブル方式メモリ容量評価手段と、前記ファジィ推論方式
評価手段及びルックアップテーブル方式メモリ容量評価
手段で求められたメモリ容量あるいは推論速度を表示す
る表示手段とを備えることを特徴とするファジィ開発支
援装置。
1. A fuzzy inference method for obtaining a memory capacity and an inference speed required when performing fuzzy inference based on the generated fuzzy knowledge in a fuzzy development support device that generates fuzzy knowledge based on an output with respect to an input and a design constraint condition. Evaluating means, look-up table type memory capacity evaluating means for obtaining a memory capacity required for creating a look-up table according to an output based on a fuzzy inference result based on input and generated fuzzy knowledge, the fuzzy inference method evaluating means and look A fuzzy development support device, comprising: a display means for displaying the memory capacity or the inference speed obtained by the up-table type memory capacity evaluation means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008052717A (en) * 2006-08-23 2008-03-06 Princeton Technology Corp System and method for image processing, which are used for image scaling

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