ファジーシステム
- 更新日2023-02-21
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ファジーシステムは、ファジー論理を使用して関連付けられた変数のシステムです。ファジーコントローラは、入力言語変数の現在の値に基づいてファジーシステムを制御するために定義されたルールを使用します。ファジーシステムデザイナおよびファジー論理VIを使用してファジーシステムを設計/制御することができます。
ファジーシステムは、言語変数、メンバーシップ関数、ルールの3つの部分で構成されています。
言語変数
言語変数は、制御対象システムの入力変数と出力変数を言葉で表すものです。ヒーターの場合、現在の温度と設定温度という2つの入力言語変数と、「ヒーター設定」という1つの出力言語変数を使用することがあります。それぞれの言語変数には、期待値の範囲があります。たとえば、現在の温度の範囲は0～100度の場合があり、設定温度の範囲が50～80度の場合があります。
ファジーコントローラには、少なくとも1つの入力言語変数と1つの出力言語変数が必要です。
言語要素とメンバーシップ関数
言語要素は、言語変数の値のカテゴリを言葉で表します。現在の温度および設定温度という言語変数は、それぞれ寒い、適温、暑いという言語要素をもつ場合があります。ヒーター設定という言語変数は、オフ、低、高という言語要素をもつ場合があります。
メンバーシップ関数は、言語要素に対応する数値関数です。メンバーシップ関数は、言語要素内にある言語変数のメンバーシップの度合いを表します。メンバーシップの度合いは0～1の範囲であり、0が0%メンバーシップ、1が100%メンバーシップを意味します。たとえば、言語変数現在の温度は、100度では言語要素暑いに完全なメンバーシップ(1)をもち、70度未満ではメンバーシップがなく(0)、70～100度の範囲では部分メンバーシップをもちます。
ルール
ルールとは、入力言語変数と出力言語変数の関係を言語要素に基づいて言葉で表現するものです。たとえば、以下のルールを定義できます。
| IF 現在の温度が寒い AND 設定温度が適温, THEN ヒーター設定を低 |
「現在の温度が寒い」および「設定温度が適温」は、このルールの前件部です。接続子ANDは、ファジー論理コントローラが集計されたルール条件の真理値を判定する際、2つの前件部をどのように関連付けるかを指定します。「ヒーター設定を低」がこのルールの後件部です。
ルールベースとは、ファジーシステムのルールのセットを指します。ルールベースは、コントローラの制御方法と同等です。