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Dokumentenidentifikation DE68922707T2 22.02.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0373492
Titel Wahrheitswerteflussverarbeitungseinheit.
Anmelder APT Instruments Corp., Machida, Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Zhang, Hongmin c/o APT INSTRUMENTS CORP., Machida-shi Tokyo, JP
Vertreter Wilhelms und Kollegen, 81541 München
DE-Aktenzeichen 68922707
Vertragsstaaten BE, DE, ES, FR, GB, GR, IT, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 06.12.1989
EP-Aktenzeichen 891224669
EP-Offenlegungsdatum 20.06.1990
EP date of grant 17.05.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.02.1996
IPC-Hauptklasse G06J 1/00
IPC-Nebenklasse G06G 7/60   G06G 7/26   G06F 7/60   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Wahrheitswertfluß- Verarbeitungseinheit zur Verarbeitung von Information, wie etwa Fuzzy-Information, 2-wertige Information und mehrwertige Information.

Wie in dieser Beschreibung ausgeführt wird, bezieht sich ein Wahrheitswert auf ein Konzept, welches die Wahrheitswerte in 2-wertiger und mehrwertiger Logik, sowie die Grade von Zugehörigkeitsfunktionen in der Fuzzy-Theorie beinhaltet.

Beschreibung des Standes der Technik

Es wurden Systeme zur Durchführung von Fuzzy-Schlußfolgerung gemäß einem Modus Ponens Schlußfolgerungsformat entwickelt, das zur Verwendung von Namen, wie Fuzzy-Computer, Fuzzy-Steuerungen, Fuzzy-Schlußfolgerungseinheiten, Fuzzy-Operationseinheiten, Fuzzy-Verarbeitungseinheiten und dergleichen in Bezug steht. Diese Systeme sind Gegenstand großer Aufmerksamkeit. Fuzzy-Schlußfolgerungseinheiten sind allgemein von zwei Arten, nämlich analog und digital. Die Fuzzy-Schlußfolgerungseinheit vom Analogtyp weist eine hohe Schlußfolgerungsgeschwindigkeit auf, bringt aber einige Schwierigkeiten hinsichtlich der Erzielung einer Kombination mit einem digitalen Computer mit sich. Auf der anderen Seite hat eine Schlußfolgerungseinheit vom Digitaltyp eine geringfügig niedrigere Schlußfolgerungsgeschwindigkeit als diejenige des Analogtyps, läßt sich aber leicht mit einem digitalen Computer kombinieren.

Sowohl die analogen als auch die digitalen Einheiten haben eine Anzahl (in einigen Fällen eine große Anzahl) von als Wenn- Dann-Regeln bezeichnete Regeln, die für sie eingestellt sind, und sie führen eine bestimmte Schlußfolgerungsverarbeitung nach Maßgabe dieser Regeln durch. Das Einstellen von Regeln geht notwendigerweise mit dem Einstellen von Zugehörigkeitsfunktionen einher. Wenn die Anzahl von Regeln zunimmt, dann ist es auch erforderlich, eine entsprechend große Anzahl von Zugehörigkeitsfunktionen einzustellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Wahrheitswertfluß-Verarbeitungseinheit, die, obwohl vom Analogtyp, ohne Schwierigkeiten mit einem digitalen Computer kombiniert werden kann, und bei der das Einstellen von Zugehörigkeitsfunktionen getrennt von der Einstellung von Regeln durchgeführt wird, um das Einstellen und Abändern von Regeln zu vereinfachen.

Eine Wahrheitswertfluß-Verarbeitungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt Wahrheitswert-Generatorschaltungen, Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheiten, einen Wahrheitswertumwandler, einen ersten Bus und einen zweiten Bus, wie in Patentanspruch 1 beansprucht.

EP-A-0268182 beschreibt einen Fuzzy-Computer mit einer Anzahl von Fuzzy-Zugehörigkeitsfunktionsgeneratorschaltungen und einem Fuzzy-Schlußfolgerungswerk zur Durchführung einer bestimmten Fuzzy-Operation unter Fuzzy-Zugehörigkeitsfunktionen, die erzeugt worden sind. Das Fuzzy-Schlußfolgerungswerk setzt Modus Ponens Fuzzy-Schlußfolgerung um.

Erweiterte Schlußfolgerungswerke sind für die Fälle vorgesehen, bei welchen die Bedingung einer Implikation mehr als eine Fuzzy-Aussage enthält.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden alle Arten von Funktionen, die in Bedingungen von Implikationen verwendet werden, in den Wahrheitswertgeneratorschaltungen voreingestellt und alle von der Wahrheitswertgeneratorschaltungen ausgegebene Wahrheitswerte auf die Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheit gegeben. Letztere entsprechen den in den Folgen verwendeten Funktionen.

Dementsprechend kann das Einstellen von Regeln mit den Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheiten durchgeführt und dieser Einstellvorgang vom Einstellen von Funktionen getrennt werden. Ferner steht das Einstellen von Regeln direkt mit der Auswahl von den Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheiten eingegebenen Wahrheitswerten in Verbindung, und die Auswahl der eingegebenen Wahrheitswerte kann in Form von digitalen Signalen durchgeführt werden. Das Einstellen und Abwandeln von Regeln kann mit Leichtigkeit durchgeführt werden und die Kombination mit digitalen Vorrichtung leicht erzielt werden. Außerdem kann eine Erhöhung oder Verminderung der Anzahl von Regeln ohne Schwierigkeiten behandelt werden.

Da die Wahrheitsfluß-Schlußfolgerungseinheiten betreffenden der Folge-Funktionen entsprechen, können alle Bedingungen für welche die Funktion der Folge die gleiche ist, durch eine einzelne Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheit verarbeitet werden. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Schaltungsanordnung.

Da ferner die Schlußfolgerungsverarbeitung durch eine Konfiguration durchgeführt wird, bei welcher Wahrheitswerte von den Wahrheitswertgeneratorschaltungen auf den Wahrheitswertumwandler übertragen werden, ist es möglich, daß Wahrheitswerte, die durch Analogsignale dargestellt werden, auf einer einzigen Leitung übertragen werden. Infolgedessen läßt sich die Anzahl der Verbindungsleitungen zwischen Schaltungen stark reduzieren.

Ferner sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Anzahl von Wahrheitswertgeneratorschaltungen, die Anzahl von Wahrheitsfluß- Schlußfolgerungseinheiten und der Wahrheitsumwandler durch eine Buskonfiguration verbunden. Bereits eine kleine Anzahl von Leitungen reicht daher aus, und es ist selbst dann nicht erf orderlich, die Anzahl von Leitungen zu erhöhen, wenn die Anzahl der zu verbindenden Schaltungen erhöht wird. Außerdem ist es einfach, eine große Anzahl von Wahrheitswert-Schlußfolgerungseinheiten oder dergleichen in hierarchischer Form zum Aufbau eines größeren Systems zu verbinden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 und 2 sind Graphen zur Beschreibung von Wahrheitswerten,

Fig. 3 ist ein Graph, welcher ein Beispiel von Zugehörigkeitsfunktionen zeigt,

Fig. 4 ist ein Graph, welcher ein Beispiel von Singletons zeigt,

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, welches den Gesamtaufbau eines Fuzzy-Verarbeitungssystems zeigt,

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, welches das Konzept einer Wahrheitswert-Generatorschaltung zeigt,

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Zugehörigkeitsfunktionsschaltung des Analogtyps zeigt,

Fig. 8 ist ein Graph, welcher die Art und Weise zeigt, in der eine Zugehörigkeitsfunktion durch Kombinieren von vier Funktionen erzeugt wird,

Fig. 9 ist ein Schaltungsdiagramm, welches ein Beispiel einer Funktionsgeneratorschaltung zeigt, und

Fig. 10 ist ein Graph, welcher deren Eingangs/Ausgangscharakteristik zeigt,

Fig. 11 ist ein Schaltungsdiagramm, welches ein weiteres Beispiel einer Funktionsgeneratorschaltung zeigt,

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer analogen Zugehörigkeitsfunktionsschaltung zeigt, die digital gesteuert werden kann,

Fig. 13 und 14 sind Schaltungsdiagramme, welche ein Beispiel einer MIN-Schaltung und ein Beispiel einer MAX-Schaltung zeigt,

Fig. 15, 16 und 17 sind Graphen, die Beispiele einer Basis- Zugehörigkeitsfunktion, von sieben Arten von Zugehörigkeitsfunktionen beziehungsweise acht Typen von Zugehörigkeitsfunktionen, die in einem Speicher eingestellt sind, zeigen,

Fig. 18 ist ein Speicherplan, welcher den Inhalt eines Speichers zeigt, in welchem Zugehörigkeitsfunktionen eingestellt worden sind,

Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Wahrheitswertgeneratorschaltung des digitalen Typs zeigt,

Fig. 20 ist ein Blockschaltbild, welches ein weiteres Beispiel einer Wahrheitswertgeneratorschaltung zeigt,

Fig. 21 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel zeigt, bei welchem ein Multiplexer aus MIN-Schaltungen und ein MAX-Schaltung aufgebaut sind,

Fig. 22 ist ein Blockschaltbild, welches den Aufbau einer Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheit zeigt,

Fig. 23 ist ein Blockschaltbild, welches den Aufbau eine T- Wandlers zeigt,

Fig. 24 ist ein Schaltbild, welches ein Beispiel einer D/A- Wandlerschaltung zeigt,

Fig. 25 ist ein Blockschaltbild, welches den Aufbau einer Programmiereinheit zeigt,

Fig. 26 ist eine Ansicht, welche das Aussehen eines Bedienpults der Programmiereinheit zeigt,

Fig. 27 ist ein Schaltbild, welches ein Beispiel einer Anzeigeschaltung einer Wahrheitswert-Anzeigeeinheit zeigt,

Fig. 28 ist ein Schaltbild, welches ein Beispiel einer Anzeigeschaltung einer Anzeigeeinheit zeigt, welche Zugehörigkeitsfunktionen und Gewichtungskoeffizienten anzeigt,

Fig. 29 ist ein Schaltbild, welches ein Beispiel einer Anzeigeschaltung einer Schlußfolgerungswert-Anzeigeeinheit zeigt,

Fig. 30, 31 und 32 sind Ansichten, welche Beispiele einer Wahrheitswertanzeige, einer Gewichtungskoeffizientanzeige bzw. einer Schlußfolgerungswertanzeige zeigen,

Fig. 33 und 34 sind Ansichten, die jeweils ein Beispiel einer von einer Programmanzeigeeinheit dargebotenen Anzeige zeigen, und

Fig. 35 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel eines Systems mit einer hierarchischen Struktur zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Eine Ausführungsform, bei welcher die vorliegende Erfindung auf ein Verarbeitungssystem zur Durchführung von Fuzzy-Schlußfolgerung angewandt wird, wird nun im einzelnen beschrieben.

(1) Systemgesamtaufbau

Fuzzy-Schlußfolgerung gemäß modus ponens wird allgemein in der Form von "Wenn, dann"-Regeln wie folgt ausgedrückt

(Implikation)

Wenn X = A&sub1; und Y = B&sub1; und Z = C&sub1;, dann U = D&sub1;

Wenn X = A&sub2; und Y = B&sub2; und Z = C&sub2;, dann U = D2

..........

Wenn X = Ar und Y = Br und Z = Cr, dann U = Dr

(Prämisse)

X = A' und Y = B' und Z = C' ... (1)

(Schluß)

U = D' ... (2)

In Vorstehendem sind Ai, Bi, Ci, Di (i = 1 - r), A', B', C', D' Fuzzy-Mengen. Diese Fuzzy-Mengen werden durch Zugehörigkeitsfunktionen ausgedrückt, wie im folgenden beschrieben wird.

In der oben gegebenen Beschreibung enthält die Bedingung einer jeden Implikation drei Fuzzy-Aussagen, die Anzahl ist aber beliebig. Die Anzahl der Implikationen ist ebenfalls beliebig. In vielen Anwendungen von Fuzzy-Schlußfolgerung gibt es Fälle, wo die Folge die gleiche in Bezug auf die Bedingungen einer Anzahl von verschiedenen Implikationen ist. Wenn eine Anzahl von Implikationen mit Bedingungen, für welche die Folgen identisch sind, zusammen gruppiert werden und die Bedingungen der Gruppe durch "oder" verknüpft sind, erhält man die folgende neue Implikation:

Wenn (X = Ai1, Y = Bi1, Z = Ci1) oder

(X = Ai2, Y = Bi1, Z = Ci2) oder

(X = Ai2, Y = Bi3, Z = Ci1) oder

(X = Ai1, Y = Bi4, Z = Ci4)

dann U = Di ... (3)

Hier ist das "und" -Verknüpfen der Fuzzy-Aussagen in den Bedingungen gestrichen. In Vorstehendem sind vier Bedingungen durch "oder" verknüpft, es versteht sich aber, das die Anzahl von Bedingungen, die verknüpft werden können, beliebig ist.

Die oben beschriebenen Implikationen sind in der Anzahl n vorgegeben (i = 1 - n, wobei n sieben in der unten dargestellten Schaltungsanordnung ist).

Prämissen und Schlüsse werden unter Verwendung der Gleichungen (1) und (2), wie vorher, ausgedrückt.

Modus Ponens-Schlußfolgerung einer neuen Form, welche unter Verwendung einer Anzahl von neuen Implikationen, die durch Gleichung (3) typisiert sind, die Prämisse der Gleichung (2) und den Schluß der Gleichung (3) ausgedrückt wird, wird unter dem Gesichtspunkt einer Wahrheitswertübertragung ausgeführt. Dies wird als "Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerung" (im folgenden als "TVFI" [truth-value-flow-inference] abgekürzt) bezeichnet.

Ein Wahrheitswert T in der Fuzzy-Theorie ist folgendermaßen definiert, wobei A, A' als Zugehörigkeitsfunktionen dienen:

T = NEAR (A', A)

= V (A' A) ... (4)

Die Bedeutung von Gleichung (4) ist in Fig. 1 veranschaulicht. Eine MIN-Operation zwischen Zugehörigkeitsfunktionen A und A' wird durchgeführt und der Maximalwert des Ergebnisses dieser MIN-Operation (nämlich das Ergebnis einer MAX-Operation) ist der Wahrheitswert T.

In einem Fall, wo ein Fuzzy-Verarbeitungssystem als Fuzzy- Steuerung verwendet wird, wird die Eingabe auf diese im allgemeinen als eindeutiger Wert x aufgegeben. In einem solchen Fall wird der Wahrheitswert T ein Funktionswert A(x) der Zugehörigkeitsfunktion A, welche herrscht, wenn die Funktion x aufgegeben wird.

Wenn in Übereinstimmung mit der MIN/MAX-Operationsregel die Prämisse der Gleichung (1) angewandt wird, sind die Wahrheitswerte für Fuzzy-Aussagen in der neuen Implikation der Gleichung (3) durch die folgenden Gleichungen gegeben:

TAij = V (A' Aij)

Tbij = V (B' Bij)

Tcij = V (C' Cij)

i = 1 - n

j = 1 - 4 ... (5)

Der Fluß von Wahrheitswerten für jede neue Implikation der Gleichung (3) wird als Kanal bezeichnet. Der schließliche Wahrheitswert in jedem Kanal ist durch die folgende Gleichung gegeben:

Ti = (TAij TBij A TCij) ... (6)

Wenn eine Prämisse durch bestimmte bzw. eindeutige Werte x, y, z, wie oben erwähnt, gegeben ist, werden die Wahrheitswerte der Gleichung (5) zu folgendem:

Txij = Aij (x)

Tyij = Aij (y)

Tzij = Aij (z) ... (7)

Der schließliche Wahrheitswert Ti eines jeden Kanals, gegeben durch Gleichung (6), ist folgendermaßen:

Ti = (Txij Tyij Tzij) ... (8)

Der Schlußgruß D' kann gewonnen werden, indem der Wahrheitswert Ti [Gleichung (6) oder Gleichung (8)] eines jeden Kanals auf die Zugehörigkeitsfunktion Di der Folge des entsprechenden Kanals angewandt wird.

In einem Fall wo die MIN/MAX-Operation und eine arithmetische Produktoperation verwendet werden, ist die Folge D' durch die folgenden Gleichungen gegeben:

D' = T&sub1; Di ... (9)

D' = Ti D ... (10)

Der Schluß D' kann durch Verwendung einer Schwerpunktsmethode defuzzifiziert werden, in welchem Fall die folgende Gleichung angewandt wird:

d = u D' (u)du/ D' (u) du ... (11)

Wenn die Zugehörigkeitsfunktion Di der Folge in jedem Kanal durch ein Singleton ki ausgedrückt wird, drückt sich der defuzzifizierte Schluß d sehr einfach aus. Speziell haben wir

Das Singleton ki kann also Gewichtungskoeffizient bezeichnet werden. Die Methode der Gewinnung des Schlusses d, defuzzifiziert gemäß Gleichung (12), wird als "Schwerpunkt mit wahrheitswertvariablen Gewichten" (CTVW) (Truth-value Variable Weights) bezeichnet, welche Wahrheitswerte und variable Gewichtung verwendet.

In dieser Ausführungsform werden sieben Arten von Zugehörigkeitsfunktionen dreieckiger Form, wie in Figur 3 veranschaulicht verwendet. Diese Zugehörigkeitsfunktionen werden durch Sprachinformation NL, NM, NS, ZR, PS, PM bzw. PL bezeichnet, wobei N "negativ", P positiv", L "large", M "medium" und S "small" bezeichnet. Beispielsweise bedeutet ML einen negativen, großen Wert und PS einen positiven kleinen Wert. ZR bezeichnet ungefähr null.

Fig. 4 veranschaulicht die Singletons dieser sieben Typen von Sprachinformation NL - PL. Die oben erwähnten Gewichtungskoeffizienten werden durch k&sub1; - k&sub7; angegeben.

Der Gesamtaufbau eines Fuzzy-Verarbeitungssystems wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 vor dem Hintergrund der oben dargelegten Grundtheorie beschrieben. Dieses System ist gemäß der oben erwähnten TVFI-Methode aufgebaut, wobei auch von der CTVW- Methode Gebrauch gemacht wird. Die Eingabe (Prämisse) ist durch die bestimmten Werte x, y, z gegeben.

Das Fuzzy-Verarbeitungssystem umfaßt ein Wahrheitsgeneratorschaltungs-Feld 11 (im folgenden als TG-Feld 11 bezeichnet, wobei TG für "Wahrheitswertgenerator" (truth value generator) steht, ein Wahrheitswertflußschlußfolgerungsfeld 12 (im folgenden als TVFI-Feld 12 bezeichnet), einen T-Wandler 13, Wahrheitswertbusse (Analogspannungsbusse) 15, 16, welche die vorstehenden Komponenten verbinden, eine Prorammiereinheit 14 zum Einstellen, Modifizieren und Anzeigen der oben erwähnten "Wenn, dann" -Regeln, Zugehörigkeitsfunktionen und Gewichtungskoeffizienten, sowie einen Systembus (Binärsignalbus) 17, welcher die Programmiereinheit 14 und die Felder 11, 12 und den T-Wandler 13 verbindet.

Das TG-Feld 11 enthält drei Wahrheitswertgeneratorschaltungen (im folgenden einfach TG1, TG2, TG3 oder allgemein als TG bezeichnet). TG1, welche interne Schaltungen zum Ausgeben der früher erwähnten sieben Arten von Zugehörigkeitsfunktionen NL-PL enthält, gibt Wahrheitswerte TxNL, TxNM, TxNS, TxZR, TxPS, TXPM und TxPL (mit Tx in Fig. 5 allgemein darauf Bezug genommen und dargestellt) in Bezug auf die aufgegebene Eingabe x aus. Beispielsweise stellt TxNL den Wahrheitswert der Zugehörigkeitsfunktion NL dar, wenn x aufgegeben wird. TG2 und TG3 sind ähnlich aufgebaut und geben Wahrheitswerte Ty, Tz (von denen es jeweils sieben Typen gibt) in Bezug auf die Eingaben y und z aus.

Das TVFI-Feld 12 enthält Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheiten (im folgenden einfach als TVFI1, TVFI2, ... TVFI7 oder, allgemein, als TVFI bezeichnet), deren Anzahl die gleiche wie die Anzahl n der Kanäle (sieben in dieser Ausführungsform) ist. Kanal 1 setzt sich aus gruppierten Implikationen zusammen, für welche die Zugehörigkeitsfunktion der Folge NL ist, und der ausgegebene Wahrheitswert T&sub1; der TVFI1 wird auf die Zugehörigkeitsfunktion (Singleton) NL im T-Wandler 13 angewandt. Ähnlich setzten sich die Kanäle 2, 3, 4, 5, 6 und 7 jeweils aus gruppierten Implikationen zusammen, für welche die Zugehörigkeitsfunktionen der Folge NM, NS, ZR, PS, PM bzw. PL sind, wobei die ausgegebenen Wahrheitswerte T&sub2;, T&sub3;, T&sub4;, T&sub5;, T&sub6; und T&sub7; der TVFI2, 3, 4, 5, 6 und 7 auf die Zugehörigkeitsfunktionen NM, NS, ZR, PS, PM bzw. PL angewandt werden.

Die 21 Wahrheitswerte Tx, Ty, Tz, die von den TG1, TG2 und TG3 werden über den Wahrheitswertbus 15 auf die einzelnen TVFI gegeben. Die TVFI weisen jeweils Selektorschaltungen 18 zum Auswählen der Wahrheitswerte Txij, Tyij, Tzij (in dieser Ausführungsform j = 1 - 4) aus den eingegebenen Wahrheitswerten Tx, Ty, Tz [siehe Gleichung (7)] nach Maßgabe der für diese Kanäle eingestellten Regeln und jeweils Operationsschaltungen 19 zur Berechnung eines Wahrheitswertes T, für jeden Kanal gemäß Gleichung (8) unter Verwendung dieser ausgewählten Wahrheitswerte auf.

Die mit den einzelnen TVFI berechneten Wahrheitswerte Ti (i = 1 - n) werden dem T-Wandler 13 über den Wahrheitswertbus 16 zugeführt. Der T-Wandler 13 berechnet den Endwert d gemäß Gleichung (12) und gibt diesen aus.

Jeder Wahrheitswertbus 15 setzt sich aus sieben Leitungen (entsprechend der Anzahl von Arten von Zugehörigkeitsfunktionen NL - PL) zusammen. Mit jeder TG ist jeweils ein Bus 15 verbunden, und drei Busse sind mit jeder der TVFI verbunden. Der Wahrweitswertbus 16 setzt sich ebenfalls aus sieben Leitungen (entsprechend der Anzahl n von Kanälen und entsprechend auch der Anzahl von Arten von Zugehörigkeitsfunktionen NL - PL) zusammen und ist mit dem T-Wandler 13 verbunden. Es ist ausreichend, eine Leitung von jeder TVFI mit der entsprechenden Leitung des Busses 16 zu verbinden.

Der Systembus 17 setzt sich aus einem Adressenbus, einem Datenbus und einem Steuerbus, wie dies bekannt ist, zusammen und liefert verschiedene Daten und Befehle von der Programmiereinheit 14 auf die einzelnen TG, TVFI und den T-Wandler 13.

Die mit den einzelnen TG generierten Wahrheitswerte werden über die Busse 15 auf die TVFI übertragen, einer Verarbeitung in den TVFI unterworfen, und die Ergebnisse der Verarbeitung werden über den Bus 16 auf den T-Wandler 13 gegeben. Fuzzy-Schlußfolgerung wird also über diesen Fluß von Wahrheitswerten durchgeführt, und die Art und Weise in der dies passiert, läßt sich ohne weiteres aus Fig. 5 verstehen. Dies ist der Grund, warum auf das vorstehende mit Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerung Bezug genommen wird.

(2) Wahrheitswertgeneratorschaltung (TG)

Zunächst wird eine TG vom Analogtyp beschrieben. Wie oben dargelegt, erzeugt die TG Wahrheitswerte in Bezug auf Eingangsvariable, die die sieben Arten von Zugehörigkeitsfunktionen NL-PL betreffen. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist jede TG mit sieben Zugehörigkeitsfunktionschaltungen tg (NLtg - PLtg) ausgestattet, welche Wahrheitswerte Tx (TxNL - TxPL) ausgeben (wenn die Eingabe x ist). Da diese Zugehörigkeitsfunktionsschaltungen alle identisch aufgebaut sind, wird die Schaltung, die sich auf die Zugehörigkeitsfunktion ZR bezieht, unter Bezug auf die Fig. 7 und 8 beschrieben.

Die Zugehörigkeitsfunktionsschaltung erzeugt einen Wahrheitswert, der auf einer Kombination von vier Typen von linearen Funktionen beruht. Die vier linearen Funktionen werden folgendermaßen ausgedrückt:

f&sub1; = - α&sub1;X + β&sub1;

f&sub2; = α&sub2;X + β&sub2;

f&sub3; = 1

f&sub4; = 0 ... (13)

In Vorstehendem sind α&sub1;, α&sub2;, β&sub1;, β&sub2; Konstanten.

Die Funktion f&sub3; generiert Grad 1 (was beispielsweise einer Spannung 5V entspricht) und die Funktion f&sub4; Grad null.

Eine dreieckige Zugehörigkeitsfunktion wird durch Anwenden der folgenden Operation auf die oben genannten vier Typen von linearen Funktionen ausgebildet:

(f&sub1; f&sub2; f&sub3;)Vf&sub4; ... (14)

Dementsprechend werden die Spannungsausgaben einer Funktion f&sub1;-Generatorschaltung 23, die Spannungsausgabe einer Funktion f2-Generatorschaltung 24 und eine Spannung (5V), die Grad 1 (Funktion f&sub3;) darstellt, auf eine MIN-Schaltung 21 gegeben&sub1; und die Ausgangsspannung der MIN-Schaltung 21 und eine Spannung (0V), die Grad 0 (Funktion f&sub4;) darstellt, werden auf eine MAX-Schaltung 22 gegeben, wo die MAX-Schaltung 22 eine Spannung ausgibt, die einen Wahrheitswert darstellt.

Ein Beispiel der Schaltung 23 zur Erzeugung der Funktion f&sub1; ist in Fig. 9 veranschaulicht. Diese Schaltung verwendet einen Operationsverstärker A1. Eine Eingangsschaltung Vi (welche der Variablen x entspricht) wird über einen Eingangswiderstand R&sub3; auf einen invertierenden Eingang des Operations-Verstärkers A&sub1; gegeben. Auch gegeben auf den invertierenden Eingang über einen Widerstand R&sub3; wird eine Ausgangsspannung V&sub2; einer Variabelspannungsgeneratorschaltung 25, welche einen variablen Widerstand R&sub5; enthält. Ein Rückkopplungswiderstand R&sub1; ist ein variabler Widerstand. Die Ausgangsspannung V&sub0; (entsprechend f&sub1;) ist durch die folgende Gleichung gegeben:

V&sub0; = (-R&sub1;/R&sub3;) (Vi + VS) ... (15)

Dementsprechend ist, wie in Fig. 10 gezeigt, die Steigung der Funktion f&sub1; durch (-R&sub1;/R&sub3;) gegeben und kann durch Änderung des Werts des Widerstand R&sub1; verändert werden. Die Lage der Funktion (d. h., ihre Schnittpunkte) kann durch die Spannung VS eingestellt werden.

Ein Beispiel für die Schaltung 24, welche die Funktion f&sub2; erzeugt, ist in Fig. 11 veranschaulicht. Man erhält die Schaltung 24 durch Anschließen eines Inverters an die Eingangsseite der oben beschriebenen Schaltung 23. Der Inverter enthält einen Operationsverstärker A&sub2;, einen Eingangswiderstand und einen Rückkopplungswiderstand R&sub6;, die den gleichen Wert haben, und dergleichen. Die Steigung und Lage der Funktion f&sub2; in der Schaltung 24 kann ebenfalls variiert werden.

Wie oben dargelegt, kann eine dreieckige Zugehörigkeitsfunktion mit beliebiger Steigung und beliebiger Lage durch Verändern der Werte der Widerstände R&sub1;, R&sub5; eingestellt werden. Die Wähler für diese Widerstände R&sub1;, R&sub5; zum Einstellen der Funktion sind auf einem Pult einer Programmiereinheit 14 vorgesehen.

Es ist auch möglich, es so einzurichten, daß das Einstellen und Modifizieren der Zugehörigkeitsfunktion unter der Steuerung einer CPU durchgeführt wird, die in der Programmiereinheit 14 enthalten ist. Ein Beispiel einer Schaltung, die für eine solche Steuerung geeignet ist, ist in Fig. 12 veranschaulicht. Dies ist ein Beispiel für eine Schaltung zur Erzeugung der Funktion f&sub1;. Im Vergleich zu der Schaltung der Fig. 9 ist die Schaltung 25, welche die Spannung VS erzeugt, durch eine D/A-Wandlerschaltung 26 realisiert, und anstelle des Rückkopplungswiderstands R&sub1; sind eine große Anzahl (beispielsweise acht) von parallel verbundenen Rückkopplungswiderständen R&sub1;&sub1; - R&sub1;&sub8; mit verschiedenen Widerstandswerten und ein analoger Multiplexer 27 zur Auswahl irgendeines dieser Widerstände vorgesehen. Durch Aufgeben von Daten (z.B. 8 Bits), die die gewünschte Spannung V,, darstellen, auf die D/A- Wandlerschaltung 26 über einen Datenbus wird die entsprechende Analogspannung durch die D/A-Wandlerschaltung 26 erzeugt. Ferner wird dadurch, daß dem Analogmultiplexer 27 Daten (z. B. 4 Bits) zum Auswählen eines bestimmten einzelnen Rückkopplungswiderstands aus den Rückkopplungswiderständen R&sub1;&sub1; - R&sub1;&sub8; zugeführt werden, der durch diese Daten bezeichnete Rückkopplungswiderstand ausgewählt, so daß nur dieser Rückkopplungswiderstand zwischen dem Eingang und Ausgang des Operationsverstärkers A&sub1; angeschlossen ist, womit die Steigung entschieden wird.

Die Schaltung 23, die in der Schaltung (Fig. 11) zur Erzeugung der Funktion f&sub2; verwendet wird, hat ebenfalls den in Fig. 12 gezeigten Aufbau. Infolgedessen kann unter der Steuerung einer CPU eine Zugehörigkeitsfunktion mit beliebiger Steigung und Lage eingestellt werden.

Der Aufbau von MIN- und MAX-Schaltungen ist wohlbekannt und wird hier nur kurz angesprochen. Fig. 13 zeigt ein Beispiel einer MIN-Schaltung mit drei Eingängen, welche emitterverschaltete Transistoren Q&sub1;&sub1;, Q&sub1;&sub2;, Q&sub1;&sub3; (Komparatorschaltungen) mit Eingaben x&sub1;, x&sub2;, x&sub3; auf ihren Basen, einen Transistor Q&sub1;&sub0;, welcher als Stromquelle für diese Transistoren wirkt, einen Transistor Q&sub2;, welcher Basis/Emitter-Spannung kompensiert und einen Transistor Q&sub3; der als Stromquelle Q&sub2; dient, aufweist. Fig. 14 veranschaulicht ein Beispiel für eine MAX-Schaltung mit drei Eingängen, welche emitterverschaltete Transistoren Q&sub2;&sub1;, Q&sub2;&sub2;, Q&sub2;&sub3; (Komparatorschaltungen) mit Eingaben y&sub1;, y&sub2;, y&sub3; auf ihren Basen, einen Transistor Q&sub2;&sub0;, welcher als Stromquelle für diese Transistoren wirkt, und einen Transistor Q&sub4;, welcher Basis/Emitter- Spannung kompensiert, und einen Transistor Q&sub5;, der als Strom1uelle des Transistor Q&sub4; dient, aufweist.

Es werden nun mehrere Beispiele für digitale TG beschrieben.

Im Grundsatz speichert eine digitale TG auf eine Zugehörigkeitsfunktion bezogene Daten vorab in einem Speicher, liest entsprechende Daten in Übereinstimmung mit der Eingabe x (oder y oder z; im folgenden wird die Eingabe durch x dargestellt werden) aus dem Speicher aus und gibt eine analoge Größe (Analogspannung), welche den gelesenen Daten entspricht, als Wahrheitswert Tx aus. Dementsprechend wird die in dem Speicher gespeicherte Zugehörigkeitsfunktion durch diskrete Werte ausgedrückt. In dieser Ausführungsform wird die Variable x durch Sechs-Bit-Adressendaten (a&sub0; - a&sub5;, später noch beschrieben) dargestellt und kann 64 verschiedene Werte annehmen, wie Fig. 15 veranschaulicht. Die Grade der Zugehörigkeitsfunktion sind in 8 Werte von 0 bis 5 V unterteilt und werden durch Drei-Bit-Daten (d&sub0; - d&sub2; oder d&sub4; - d&sub6;, später noch beschrieben) ausgedrückt bzw. bezeichnet.

Wie in Fig. 16 gezeigt, werden sieben Arten von Zugehörigkeitsfunktionen NL - PL auf den 64 diskreten Variablen eingestellt. Obwohl es möglich ist, die Art der Zugehörigkeitsfunktion durch Drei-Bit-Adressendaten zu Bezeichnen, ist in dieser Ausführungsform die Zugehörigkeitsfunktion durch Bezeichnen des Speicher-Chips und eines Bereichs innerhalb des Chips bezeichnet.

Für jede Art von Zugehörigkeitsfunktion ist es möglich acht Typen von Zugehörigkeitsfunktionen, die verschiedene Formen und Lagen haben, einzustellen. Diese Typen werden durch Drei-Bit- Adressendaten (a&sub6; - a&sub8; oder a&sub9; - a&sub1;&sub1;, später noch beschrieben) bezeichnet.

Fig. 17 veranschaulicht ein Beispiel für acht Typen von Zugehörigkeitsfunktionen NM-1, NM-2, ..., NM-8, die in Bezug auf die Zugehörigkeitsfunktion NM eingestellt sind.

Fig. 19 zeigt ein Beispiel des Aufbaus einer TG. EPROM's 31 - 34 werden als Speicher zum Speichern von Zugehörigkeitsfunktionen verwendet, und es werden Daten, die zwei Arten und 16 Typen von Zugehörigkeitsfunktionen darstellen in jeden EPROM geschrieben (ausgenommen, daß Daten, die acht Typen von Zugehörigkeitsfunktionen einer Art darstellen, in EPROM 34 geschrieben werden). Daten, die 16 Typen von Zugehörigkeitsfunktionen NL-1 - NL-8, NM-1 - NM-8, die sich auf die Zugehörigkeitsfunktionen NL und NM beziehen, darstellen, werden in dem EPROM 31 gespeichert, dessen Plan in Fig. 18 gezeigt ist. Die Adressendaten a&sub1;&sub1; - a&sub9; der drei höchstsignifikanten Bits werden zur Bezeichnung der acht Typen NM-1 - NM-8 der Zugehörigkeitsfunktion NM, die Adressendaten a&sub8; - a&sub6; werden zur Bezeichnung der acht Typen NL-1 - NL- 8 der Zugehörigkeitsfunktion NL verwendet, und die Adressendaten a&sub5; - a&sub0; der Bits niedrigerer Ordnung bezeichnen Variable. Der Grad einer Zugehörigkeitsfunktion wird durch Daten d&sub0; - d&sub2; (in Bezug auf die Zugehörigkeitsfunktion NL) oder d&sub4; - d&sub6; (in Bezug auf die Zugehörigkeitsfunktion NM) ausgedrückt. Die Daten d&sub3;, d&sub7; werden als Ausgabe-Freigabesignale von D/A-Wandlern 41 - 47, wie unten beschrieben, verwendet.

Auf gleiche Weise werden Daten, die acht Typen von Zugehörigkeitsfunktionen für jede der Zugehörigkeitsfunktionen NS und ZR darstellen, im EPROM 32, Daten, die acht Typen von Zugehörigkeitsfunktionen für jede der Zugehörigkeitsfunktionen PS und PM darstellen, im EPROM 33 und Daten, die acht Typen der Zugehörigkeitsfunktion PL darstellen, im EPROM 34 gespeichert.

Dementsprechend kann die Bezeichnung von Art und Typ der Zugehörigkeitsfunktion durch Bezeichnen eines der EPROM's 31 - 34 und Spezifizieren eines Bereichs innerhalb des EPROM durchgeführt werden. Die Programmiereinheit 14 bezeichnet jeweils zwei Arten von Zugehörigkeitsfunktionen. Zur Auswahl eines EPROM werden zwei Bit-Chipauswahldaten a&sub0;a&sub1; auf einen Decodierer 30 gegeben. Gleichzeitig wird ein bestimmter Typ durch Daten d&sub0; - d&sub2; und d&sub3; - d&sub5; für jede der beiden bezeichneten Arten von Zugehörigkeitsfunktionen bezeichnet. Von Verriegelungsschaltungen 35 - 38, verriegelt eine Verriegelungsschaltung, die einem durch die Chip-Auswahldaten a&sub0; - a&sub1; ausgewählten EPROM entspricht, Eingangsdaten d&sub0; - d&sub5; ansprechend auf die Ausgabe des Decodierers 30. Die verriegelten Daten werden auf den bezeichneten EPROM als Adressendaten a&sub6; - a&sub8;, a&sub9; - a&sub1;&sub1; aufgegeben, wodurch die Typen von zwei Arten von Zugehörigkeitsfunktionen, die im EPROM gespeichert sind, bezeichnet werden.

Der vorstehende Vorgang wird viermal wiederholt durchgeführt, indem aufeinanderfolgend alle EPROM's bezeichnet werden, wodurch ein Typ von jeder der sieben Arten von Zugehörigkeitsfunktionen bezeichnet wird.

Die analoge Eingabe x wird durch eine A/D-Wandlerschaltung 39 in digitale Adressendaten a&sub0; - a&sub5; von 64 Werten (sechs Bits) umgewandelt, und diese Adressendaten werden auf alle EPROM's 31 - 35 gegeben. Daher werden in den bereits bezeichneten sieben Arten von Zugehörigkeitsfunktionen mit den Adressendaten a&sub0; - a&sub5; adressierte Daten (d&sub0; - d&sub2; und d&sub3; - d&sub6;) ausgelesen und auf die entsprechenden D/A-Wandlerschaltungen 41 - 47 ausgegeben. Gleichzeitig werden Daten d&sub3;, d&sub7; auf die D/A-Wandlerschaltungen 41 - 47 als Ausgabefreigabesignale ausgegeben. Es werden also Analogspannungssignale von Werten, die den von den EPROM's gelieferten Daten entsprechen, als Wahrheitswerte TxNL - TxPL ausgegeben.

Fig. 20 veranschaulicht ein weiteres Beispiel einer TG. Abschnitte, die mit den in Fig. 19 gezeigten identisch sind, werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Hier sind Analogmultiplexer 51 - 57 anstelle der D/A-Wandlerschaltungen 41 - 47 vorgesehen. Ebenfalls vorgesehen ist eine Schaltung 50 zur Erzeugung von Spannungen, die Grade von Zugehörigkeitsfunktionen, unterteilt in acht Werte von 0 - 5V darstellen. Alle diese Ausgangsspannungen gehen in jeden der Analogmultiplexer 51 - 57. Anstelle von Daten, die Zugehörigkeitsfunktionswerte darstellen, werden Codes zur Bezeichnung der durch die Grad-Spannungserzeugungsschaltung 50 ausgegebenen Spannungen in den EPROM's 31 - 34 gespeichert, um die Zugehörigkeitsfunktionen darzustellen. Dementsprechend wird in Abhängigkeit von dem Code, der aus der durch die Eingabe x bezeichneten Adresse ausgelesen wird, irgendeine der eingegebenen Grad-Spannungen in jedem der Analogmultiplexer 51 - 57 ausgewählt. Die ausgewählten Spannungen werden als Wahrheitswerte TxNL - TxPL ausgegeben.

Obwohl als die Analogmultiplexer 51 - 57 Multiplexer verwendet werden können, welche gewöhnliche Analogschalter enthalten, können die Multiplexer auch aufgebaut sein, indem MIN- Schaltungen und eine MAX-Schaltung, wie in Fig. 21 gezeigt, kombiniert werden. Fig. 21 ist als den Analogschalter 51, der den Wahrheitswert TsNL der Zugehörigkeitsfunktion NL ausgibt, ersetztend dargestellt. Es sind acht MIN-Schaltungen 61 - 68 und eine MAX-Schaltung 69 vorgesehen. Ein Inverterfeld 60 ist zur Invertierung der einzelnen Posten von aus dem EPROM 31 ausgelesenen Daten d&sub0; - d&sub2; vorgesehen. Es wird angenommen, daß ein Wert 0 oder 1, der von den Daten d&sub0; - d&sub2; angenommen wird, 0 bzw. 5V entspricht. Die MIN-Schaltungen 61 - 68 erhalten jeweils als Eingangssignale eine betreffende der Spannungen von acht Werten, die Grad darstellen, sowie drei aus Daten d&sub0; - d&sub2; ausgewählte Signale und die mit dem Inverterfeld 60 invertierten Daten. Die MIN-Schaltungen 61 - 68 extrahieren die durch die Daten d&sub0; - d&sub2; bezeichneten Grad-Spannungen und geben sie aus. Irgendeine der MIN-Schaltungen erzeugt eine Grad-Spannung, zu welcher Zeit die anderen MIN-Schaltungen eine Spannung von 0 V ausgeben. Beispielsweise wird in einem Fall, wo die Daten d&sub0;d&sub1;d&sub3; 000 sind, eine Grad-Spannung von 5V durch die MIN-Schaltung 61 ausgegeben, auf welche die invertierten Daten 111 gegeben werden, und die Ausgaben der anderen MIN-Schaltungen 62 - 68 sind 0 V, da diese MIN-Schaltungen notwendigerweise 0-Daten (d.h. eine Spannung von 0 V) erhalten. Die Maximalspannung von unter diesen MIN-Schaltungen 61 - 68 wird durch die MAX-Schaltung 69 als Wahrheitswert TxNL ausgegeben.

(3) Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheit (TVFI)

Fig. 22 zeigt den Aufbau eines Kanals der TVFI's (TVFI1 in Fig. 5). Die TVFI1 ist durch die Selektorschaltung 18 und Operationsschaltung 19, wie oben ausgeführt, gebildet.

Die Selektorschaltung 18 enthält 12 Multiplexer 71 - 74, 81 - 84, 91 - 94 und sechs Registerdateien 75, 76, 85, 86, 95, 96. Die von der TG1 ausgegebenen sieben Wahrheitswerte Tx(TxNL - TxPL) werden über den Wahrheitswertbus 15 auf die Multiplexer 71 - 74 gegeben. Auf die gleiche Weise werden die von der TG2 ausgegebenen sieben Wahrheitswerte Tx über den Bus 15 auf die Multiplexer 81 - 84 und die von der TG3 ausgegebenen sieben Wahrheitswerte Tz über den Bus 15 auf die Multiplexer 91 - 94 gegeben.

Wie oben erwähnt enthält ein Kanal die vier Bedingungen einer Implikation. Die Wahrheitswerte einer Bedingung werden durch die Multiplexer 71, 81 und 91 ausgewählt. Das heißt, die Regel, welche eine Bedingung festsetzt, wird durch die durch diese Multiplexer 71, 81, 91 ausgewählten Wahrheitswerte entschieden. In gleicher Weise bilden die Multiplexer 72, 82, 92 eine Bedingung, die Multiplexer 73, 83, 93 eine weitere Bedingung und die Multiplexer 74, 84, 94 eine wiederum weitere Bedingung.

Die Multiplexer 71, 72 werden durch Daten aus der Registerdatei 75 gesteuert. Das Datenregister 75 beinhaltet vier Acht- Bit-Register, wobei die Daten eines derselben die Multiplexer 71, 72 steuert. Im einzelnen wird von den acht Bits von Daten der Multiplexer 71 durch die vier Bits höherer Ordnung und der Multiplexer 72 durch die vier Bits niedrigerer Ordnung gesteuert. Von den vier Bits von Daten, die die betreffenden Multiplexer steuern, werden drei Bits zur Bezeichnung eines der dem Multiplexer eingegebenen sieben Wahrheitswerte und das verbleibende Bit als ein Ausgabe/Freigabesignal verwendet.

Da die Registerdatei 75 mit vier Acht-Bit-Registern ausgestattet ist, ist es möglich, vier verschiedene Regeln einzustellen. Die Registerdatei 75 ist mit einem Acht-Bit-Datenbus, einem Zwei-Bit-Steuerbus und einem Datenbus verbunden. Der Datenbus wird zur Übertragung von in dem Register einzustellenden Daten und das Zwei-Bit-Signal auf dem Steuerbus zur ausgewählten Bezeichnung irgendeines der vier Register in der einen Registerdatei 75 verwendet. Der Adressenbus wird zur Übertragung von Adressendaten, welche die Registerdatei bezeichnen, verwendet. Diese Daten-, Steuer- und Adressenbusse sind als Teil des in Fig. 5 gezeigten Systemsbusses 17 aufgebaut.

Die Registerdatei 75 enthält vier Acht-Bit-Register. Daher können, wenn die Multiplexer 71, 72 gerade durch die Daten in einem dieser Register gesteuert werden, Daten, die andere Regeln spezifizieren, in die anderen Register geschrieben werden. Außerdem ist es möglich, die die Multiplexer 71, 72 steuernden Register durch das oben erwähnte Zwei-Bit-Signal zu modifizieren. Es ist also möglich, Regeln rasch zu modifizieren, während die TVFI gerade arbeitet.

In gleicher Weise sind die Registerdateien 76, 85, 86, 95, 96 jeweils mit vier Acht-Bit-Registern ausgestattet und mit dem Acht-Bit-Datenbus und dem Zwei-Bit-Steuerbus des Systembusses verbunden. Die Registerdatei 76 wird zur Steuerung der Multiplexer 73, 74, die Registerdatei 85 zur Steuerung der Multiplexer 81, 82, die Registerdatei 86 zur Steuerung der Multiplexer 83, 84, die Registerdatei 95 zur Steuerung der Multiplexer 91, 92 und die Registerdatei 96 zur Steuerung der Multiplexer 93, 94 verwendet, und von den sieben Wahrheitswerten, die in die entsprechenden Multiplexer gemäß den in den Registern innerhalb dieser Registerdateien eingestellten Daten (Regeln) eingegeben worden sind, wird ein Wahrheitswert ausgewählt. Eine Modifikation der Regel kann in der gleichen Weise wie oben beschrieben rasch durchgeführt werden.

Die Wahrheitswerte Tx11, Ty11, Tz11, die von den Multiplexern 71, 81, 91 gemäß den Bedingungen (Regeln) eingestellter Implikationen ausgewählt worden sind, werden auf eine MIN-Schaltung 77 gegeben, wo diese Wahrheitswerte einer MIN-Operation unterworfen werden. Ähnlich werden die von den Multiplexern 72, 82, 92 ausgegebenen Wahrheitswerte Tx12, Ty12, Tz12 auf eine MIN-Schaltung 78, die von den Multiplexern 73, 83, 93 ausgegebenen Wahrheitswerte Tx13, Ty13, Tz13 auf eine MIN-Schaltung 79 und die von den Multiplexern 74, 84, 94 ausgegebenen Wahrheitswerte Tx14, Ty14, Tz14 auf eine MIN-Schaltung 80 gegeben. Die Ausgabewahrheitswerte T&sub1;&sub1;, T&sub1;&sub2;, T&sub1;&sub3; und T&sub1;&sub4; dieser MIN-Schaltungen 77, 78, 79 und 80 werden auf eine MAX-Schaltung 90 gegeben, und die Operation der Gleichung (8) wird durch die MIN-Schaltungen 77 - 80 und MAX-Schaltung 90 durchgeführt, womit der abschließende Wahrheitswert T&sub1; geschaffen wird.

Es versteht sich von selbst, daß die anderen TVFI's, nämlich TVFI2 bis TVFIn identisch aufgebaut sind.

(4) T-Wandler

Der T-Wandler führt die Operation der Gleichung (12) durch. Die die Singletons darstellenden Koeffizienten k&sub1;, k&sub2;, k&sub3;, k&sub4;, k&sub5;, k&sub6;, k&sub7; (siehe Fig. 4), welche die Zugehörigkeitsfunktionen NL, NM, NS, ZR, PS, PN, PL typifizieren, sind in Registerdateien 101, 102, 103, 104, 105, 106 bzw. 107 gespeichert. Diese Registerdateien 101 - 107 enthalten auch jeweils eine Anzahl von Registern und sind mit der Programmiereinheit 14 über den Systembus 17 verbunden. Eine Anzahl von verschiedenen Werten kann als der Koeffizient ki einer Registerdatei geschrieben werden, und es ist möglich, Koeffizienten zu modifizieren, während der T-Wandler gerade arbeitet.

Die Koeffizienten k&sub1;, k&sub2;, k&sub3;, k&sub4;, ks, k&sub6;, k&sub7; der Registerdateien 101 - 107 werden auf die entsprechenen D/A-Wandlerschaltungen 111, 112, 113, 114, 115, 116 bzw. 117 gegeben. Spannungen, die die von den TVFI1 - TVFI7 ausgegebenen Wahrheitswerte T&sub1; - T&sub7; darstellen, werden über den Bus 16 als Referenzspannungen auf diese D/A-Wandlerschaltungen 111 - 117 gegeben. Wie später noch erläutert wird, geben die D/A-Wandlerschaltungen 111 - 117 jeweils Analogströme T1i = αTi ki (i = 1 - 7), die der eingegebenen Spannung Ti und dem Koeffizient ki proportional sind, aus. Diese Ströme werden an Knoten N1 aufaddiert, wobei das Ergebnis einer Strom/Spannungs-Wandlerschaltung 108 eingegeben wird. Dementsprechend gibt die Schaltung 108 eine Spannung auf, die dem Zähler ΣTi Ki der Gleichung (12) proportional ist.

Durch Aufgeben der Spannungen, die die Wahrheitswerte Ti (i = 1 - 7) darstellen, auf die Widerstände, werden durch diese Widerstände fließende Ströme 121 (i = 1 - 7) erzeugt, diese Ströme werden an Knoten N2 aufaddiert, und das Ergebnis geht in eine Strom/Spannungs-Wandlerschaltung 118. Dementsprechend gibt die Schaltung 118 eine Spannung aus, die dem Nenner ΣTi der Gleichung (12) proporational ist.

Die Ausgangsspannungen der Schaltungen 108, 109 werden auf eine Dividierschaltung 109 gegeben, welche die Operation der Gleichung (12) durchführt. Eine Spannung, die das Ergebnis dieser Operation darstellt, wird durch eine Verstärkerschaltung 110 verstärkt, deren Ausgabe der bestimmte Wert d ist.

Ein Beispiel für die D/A-Wandlerschaltung 111 ist in Fig. 24 gezeigt. Die anderen D/A-Wandlerschaltungen 112 - 117 sind in dem Aufbau exakt gleich, der einzige Unterschied ist die Eingabe-Referenzspannung Ti.

Der Koeffizient k&sub1; ist durch Acht-Bit-Daten b&sub1; - b&sub8; gegeben und wird zur Steuerung von Umschaltern 131 - 138 verwendet. Beispielsweise wird, wenn ein entsprechendes Datenbit gleich 1 ist, der Umschalter mit einem Anschluß a verbunden; wenn das Bit gleich 0 ist, wird der Umschalter mit einem Anschluß b verbunden. Die Anschlüsse a aller Umschalter 131 - 138 sind miteinander und mit der Strom/Spannungs-Wandlerschaltung 108 verbunden. Die Anschlüsse b aller Umschalter sind miteinander und mit Masse verbunden.

Eine Stromquelle, welche einen Transistor 120 enthält, ist vorgesehen, und der Transistor 120 wird durch die Ausgangsspannung einer Differenzverstärkerschaltung 130 gesteuert. Die Differenzverstärkerschaltung 130 ist mit einer Referenzspannung, welche den Wahrheitswert T&sub1; darstellt und einer Konstantspannung V&sub0; versehen. Wenn R&sub1;&sub0; einen Eingangswiderstand darstellt, auf den die den Wahrheitswert T&sub1; darstellende Spannung gegeben wird, fließt ein Strom proportional zu T&sub1;/R&sub1;&sub0; in den Transistor 120. Acht Transistoren 121 - 128, deren Basen mit derjenigen des Transistors 120 gemeinsam sind, sind vorgesehen, und mit ihren Emittern mit Widerständen 2R, R verbunden, welche die Gewichtung von Bits b&sub1; - b&sub8; entscheiden. Beispielsweise hat der Transistor 121 eine Gewichtung von 1/2, und ein Strom (1/2)I&sub0;, der die Hälfte des Stroms I&sub0;, der in den Transistor 120 fließt, ist, fließt in den Transistor 121. In ähnlicher Weise sind die Widerstandswerte so eingestellt, daß ein Strom von (1/256)I&sub0; in den Transistor 128 fließt. Die Transistoren 121 - 128 sind mit den Umschaltern 131 - 138 verbunden.

Dementsprechend ist der Strom 111, der in die Strom/spannungswandlerschaltung 108 fließt zu (T&sub1;/R&sub1;&sub0;) (b&sub8;/256 + b&sub7;/128 + ... + b&sub2;/4 + b&sub1;/2) proportional. Hierbei nehmen b&sub1; - b&sub8; Werte 1 oder 0 an. Da (b&sub8;/256 + ... + b&sub1;/2) dem Koeffizienten k&sub1; proportional ist, ist der Strom I&sub1;&sub1; zu T&sub1;- k&sub1; proportional.

Da nur die D/A-Wandlerschaltung 111 in Fig. 124 veranschaulicht ist, ist nur der Ausgabestrom I&sub1;&sub1; der Schaltung 111 als in die Strom/Spannungs-Wandlerschaltung 108 fließend gezeigt. Es versteht sich jedoch von selbst, daß die Ausgabeströme I&sub1;&sub2; - I&sub1;&sub7; der anderen D/A-Wandlerschaltungen 112 - 117 auch auf die Schaltung 108 gegeben werden, wie dies in Fig. 23 gezeigt ist.

(5) Programmiereinheit

Die Programmiereinheit 14 hat hauptsächlich folgende Funktionen:

1. Sie ist in der Lage, Regeln für Fuzzy-Schlußfolgerung einzustellen und die eingestellten Regeln anzuzeigen.

2. Sie ist in der Lage, die Arten und Typen von Zugehörigkeitsfunktionen einzustellen und die Arten und Typen der eingestellten Zugehörigkeitsfunktionen anzuzeigen.

3. Sie ist in der Lage, die Gewichtungskoeffizienten ki (i = 1 - 7) einzustellen und die eingestellten Gewichtungskoeffizienten anzuzeigen.

4. Sie ist in der Lage, die Wahrheitswerte Ti(i = 1 - 7) einer jeden TVFIi und den Wert der bestimmten Ausgabe (Schluß) d anzuzeigen.

Die allgemeinen Merkmale des elektrischen Aufbaus der Programmiereinheit 14 sind in Fig. 25 gezeigt. Die Programmiereinheit 15 enthält eine CPU 140, welche mit einem Speicher 141 zu Speicherung des Ausführungsprogramms der CPU sowie verschiedener Daten versehen ist. Eine Tastatur 142, eine Betriebsartenanzeigeeinheit 143, eine Programmanzeigeeinheit 144 und eine Schlußfolgerungs-Ausgabeanzeigeeinheit 145 sind mit der CPU 41 über eine (nicht gezeigte) Schnittstelle verbunden. Ferner ist der in Fig. 5 und den anderen Zeichnungen gezeigte Systembus 17 mit der CPU 140 über eine Schnittstelle 146 verbunden.

Fig. 26 veranschaulicht die externe Konfiguration eines Pultes, auf welchem die Tastatur 142, die Betriebsartenanzeigeeinheit 143, die Programmanzeigeeinheit 144 und die Schlußfolgerungs-Ausgabeanzeigeeinheit 145 angeordnet sind.

Die Schlußfolgerungs-Ausgabeanzeigeeinheit 145 umfaßt eine Wahrheitswertanzeigeeinheit 147, eine Anzeigeeinheit 148 zur Anzeige von Zugehörigkeitsfunktionen und Gewichtungskoeffizienten, eine Schlußwertanzeigeeinheit 149, eine Anzeigelampe MF für die Zugehörigkeitsfunktions-Anzeigebetriebsweise und eine Anzeigelampe W für die Gewichtungskoeffizienten-Anzeigebetriebsweise. Die Einzelheiten dieser Anzeigeeinheiten 147 - 149 werden später noch beschrieben.

Die Betriebsartanzeigeeinheit 143 enthält vier Anzeigelampen FI, PR, PW und PM, wobei diese Anzeigelampen aufleuchten, wenn eine Fuzzy-Schlußfolgerungsbetriebsart, Regeleinstellungsbetriebsart, Gewichtungskoeffizienten-Einstellungsbetriebsart und Zugehörigkeitsfunktions-Einstellungsbetriebsart mit einer Taste A der Tastatur 142 eingestellt werden.

Die Tastatur 142 enthält Funktionstasten A - F und numerische Tasten. Die Funktionen dieser Tasten sind die folgenden:

Die A-Taste stellt die Fuzzy-Schlußfolgerungsbetriebsart, Regeleinstellungsbetriebsart, Gewichtungskoeffizienten-Einstellungsbetriebsart oder Zugehörigkeitsfunktions-Einstellungsbetriebsart ein. Jedesmal, wenn diese Taste gedrückt wird, ändern sich die vorgenannten vier Arten von Betriebsarten zyklisch nach einer feststehenden Folge. Die Betriebsartenanzeigelampe, die von den Anzeigelampen FI, PR, PW und PM aufleuchtet, ist diejenige für die mit der Taste A eingestellte Betriebsart.

Die B-Taste bewirkt, wenn sie gedrückt wird, wenn die Fuzzy-Schlußfolgerungsbetriebsart eingestellt worden ist, daß eine eingestellte Regel auf der Programmanzeigeeinheit 144 angezeigt wird.

Die C-Taste bewirkt, wenn sie gedrückt wird, wenn die Fuzzy-Schlußfolgerungsbetriebsart eingestellt worden ist, daß ein eingestellter Gewichtungskoeffizient k&sub1; auf der Anzeigeeinheit 148 angezeigt wird.

Die D-Taste bewirkt, wenn sie gedrückt wird, wenn die Fuzzy-Schlußfolgerungsbetriebsart eingestellt worden ist, daß eine eingestellte Zugehörigkeitsfunktion auf der Anzeigeeinheit 148 angezeigt wird.

Die E-Taste bewirkt, wenn sie gedrückt wird, wenn die Anzeige verschiedener Werte unter Verwendung der B-Taste, C-Taste und D-Taste in der Fuzzy-Schlußfolgerungsbetriebsart durchgeführt worden ist, daß die Anzeige auf den nächsten Wert umschaltet. Wenn diese Taste in verschiedenen eingestellten Betriebsarten, die nicht die Fuzzy-Schlußfolgerungsbetriebsart ist, gedrückt wird, wird der eingestellte Wert in die CPU 140 bzw. den Speicher 141 eingelesen.

Die F-Taste wird in einem Fall gedrückt, wo eine vorab in einem EPROM eingestellte Zugehörigkeitsfunktion auf der Anzeigeeinheit 148 angezeigt wird.

Die numerischen Tasten 0 bis 9 werden in verschiedenen eingestellten Betriebsarten zur Eingabe von Regeln, der Arten und Formen von Zugehörigkeitsfunktionen und Gewichtungskoeffizienten verwendet, wie später noch beschrieben wird.

Die Programmanzeigeeinheit 144 ist eine Sechs-Stellen-Segmentanzeige und zeigt numerische Information an, die unter Verwendung der numerischen Tasten eingegebene Regeln usw. darstellen.

Die Wahrheitswertanzeigeeinheit 147 weist Leuchtdioden(LED-)Felder auf, die in sieben Spalten angeordnet sind, wobei beispielsweise sieben in jeder der sieben Reihen angeordnete LEDS 151 vorgesehen sind. Die LED-Felder dieser Spalten werden zur Anzeige von Wahrheitswerten T&sub1; - T&sub7; verwendet, die von TVFI&sub1; bis TVFI&sub7; ausgegeben werden. Wie in Fig. 30 gezeigt, werden die Wahrheitswerte T&sub1; - T&sub7; durch die Anzahl (Höhe) von LEDs 151, die in den betreffenden der entsprechenden LED-Felder leuchten, ausgedrückt. Die leuchtenden LEDS 151 in Fig. 30 sind schraffiert angegeben.

Ein Beispiel der Anzeigeschaltung der Wahrheitswertanzeigeeinheit 177 ist in Fig. 27 abgebildet. Da die Schaltungen zur Anzeige der sieben Spalten von LED-Feldern exakt die gleichen sind, wird nur die Schaltung für eine Spalte eines LED-Anzeigefelds beschrieben. Diese Schaltung enthält eine Referenzspannungsgeneratorschaltung 153 zur Erzeugung von sieben verschiedenen Referenzspannungen. Diese von der Schaltung 153 ausgegebenen sieben verschiedenen Referenzspannungen werden auf sieben Komparatoren 152 an einem Eingang derselben aufgegeben. Eine Spannung, die den Wahrheitswert Ti darstellt, wird auf den anderen Eingang der einzelnen Komparatoren 152 gegeben. Die Lichtabgabe einer LED wird durch die Ausgabe des entsprechenden Komparators 152 gesteuert. Dementsprechend wird Licht nur von einer LED151 abgegeben, die einem Komparator 152 entspricht, welcher mit einer Referenzspannung versehen ist, die niedriger als die den Wahrheitswert Ti darstellende Spannung ist.

Die Anzeigeeinheit 148 zur Anzeige von Zugehörigkeitsfunktionen und Gewichtungskoeffizienten ist aus einem LED-Feld mit sieben Reihen und 21 Spalten von LEDs 155 für eine Gesamtzahl von 147 LEDS aufgebaut. Ein Beispiel der Anzeigeschaltung dieser Anzeigeeinheit 148 ist in Fig. 28 veranschaulicht. Wie in Fig. 28 gezeigt, bauen die 147 LEDs 155 ein Matrixanordnung auf, bei welcher die Reihen durch sieben Transistoren 161 - 177 und die Spalten durch 21 Transistoren 201 - 221 gesteuert werden. Dementsprechend kann jede einzelne LED-155 zum Aufleuchten gebracht werden, indem einer der Transistoren 161 - 167 und einer der Transistoren 201 - 221 durchgeschaltet wird. In Wirklichkeit werden die Transistoren 161-167 zum gleichzeitigen Aufleuchten lassen einer Anzahl von LEDS abgetastet.

Im einzelnen wird im einem ersten Abtastintervall der Transistor 161 durchgeschaltet, so daß die 21 LEDs in der untersten Reihe in einen aufleuchtbaren Zustand gebracht werden. Dann werden diejenigen der Transistoren 201 - 221, die LEDS entsprechend, die aufleuchten sollen, durchgeschaltet. In einem zweiten Abtastintervall wird der Transistor 162 durchgeschaltet und bestimmte der 21 LEDs in der zweituntersten Reihe durch die Transistoren 201 - 221 zum Aufleuchten gebracht. Danach und in ähnlicher Weise werden die Transistoren 163 - 167 durchgeschaltet und der vorstehende Vorgang wird zu jedem Abtastintervall wiederholt. Da das Abtasten der Transistoren 161 - 167 zyklisch und mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird, entsteht der Eindruck, daß eine Vielzahl von LEDS gleichzeitig leuchten, wie dies in Fig. 31 gezeigt ist (in welcher, wie später noch beschrieben, Gewichtungskoeffizienten gerade angezeigt werden) Daten zur Steuerung der Transistoren 161 - 167 und 201 - 221 werden auf Verriegelungsschaltungen 156, 157, 158, 159, eine bestimmte Anzahl von Bits gleichzeitig, nach Maßgabe einer feststehenden Folge durch die CPU 140 über einen Datenbus aufgegeben. Daten, welche die Verriegelungszeitpunkte dieser Verriegelungsschaltungen 156 - 159 entscheiden, werden von der CPU 140 über einen Adressenbus auf einen Decoder 160 gegeben, und durch den Dekoder 160 dekodierte Verriegelungsimpulse treten in die Verriegelungsschaltungen 156 - 159 ein. Auch auf den Dekoder 160 gegeben wird ein Anzeigebefehl CD.

Die Schlußfolgerungswertanzeigeeinheit 149 ist durch eine Anzahl, z. B. 20, LEDs 171, die in einer einzelnen horizontalen Reihe angeordnet sind, gebildet. Ein Beispiel einer Anzeigeschaltung der Anzeigeeinheit 149 ist in Fig. 29 veranschaulicht. Diese Anzeigeschaltung enthält eine Schaltung 173 zur Erzeugung von 20 verschiedenen Referenzspannungen. Diese verschiedenen Referenzspannungen werden auf 20 Komparatoren 172 an einem Eingang derselben gegeben. Eine Spannung, die den von dem T-Wandler 13 ausgegebenen bestimmten Schluß d darstellt, wird auf den anderen Eingang der Komparatoren 172 gegeben. Jede LED 171 wird durch einen entsprechenden der Komparatoren 172 angesteuert. Dementsprechend sind die einzigen LEDS 171, die aufleuchten, diejenigen, die Komparatoren 172 entsprechen, welche mit Referenzspannungen versehen sind, die niedriger als die den Schluß d darstellende Spannung sind. Wie in Fig. 32 gezeigt, wird der Schluß d durch die Anzahl der zum Aufleuchten gebrachten LEDs 171 (Länge vom linken Ende her) ausgedrückt.

Schließlich werden nun Beispiele der Vorgänge zur Einstellung von Regeln und Gewichtungskoeffizienten beschrieben.

Regeln werden in der folgenden Weise eingestellt oder modifiziert:

Vorausgesetzt, daß die Fuzzy-Schlußfolgerungsbetriebsart eingestellt worden ist, wird die Regeleinstellungsbetriebsart etabliert, in dem die A-Taste einmal gedrückt wird. Wenn eine Regel vorhanden ist, die bereits eingestellt worden ist, wird zu dieser Zeit die Anfangsregel (Regel Nr. 1) auf der Prorammanzeigeeinheit 144 angezeigt. Die Regelnummern sind für jedes der Register in den Registerdateien 75, 76, 85, 86, 95, 96, die in der Selektorschaltung 18 der TVFIs enthalten sind, vorgegeben. Die angezeigte Information auf der Anzeigeeinheit 144 enthält die Regelnummer, Eingabe X, Eingabe Y, Eingabe Z und Ausgabe in der erwähnten Reihenfolge, wie in Fig. 33 gezeigt. Die sieben Arten von Zugehörigkeitsfunktionen (Sprachinformation) NL, NM, NS, ZR, PS, PM, PL sind durch die Zahlen 1, 2, 3, 4, 5, 6 bzw. 7 bezeichnet. Wenn die E-Taste elfmal gedrückt wird, wird die Regel Nr. 12 angezeigt. In dem in Fig. 33 gezeigten Anzeigebeispiel wird

wenn X = NL, Y = NS, Z = PS

dann U = N

durch Regel Nr. 12 ausgedrückt.

Wenn unter diesen Bedingungen die Eingabe Y nach PM modifiziert wird, werden alle Eingaben X, Y, Z in der Weise 1, 6, 5 unter Verwendung der numerischen Tasten neu eingegeben. Wenn die Eingabe einer Regel endet, wird die E-Taste gedrückt, um die nächste Regel anzuzeigen.

Einstellung bzw. Modifikation eines Gewichtungskoeffizienten wird als nächstes beschrieben.

Ein Beispiel einer Gewichtungskoeffizientenanzeige auf der Zugehörigkeitsfunktions - und Gewichtungskoeffizientenanzeigeeinheit 148 ist, wie oben erwähnt, in Fig. 31 gezeigt. Die Höhen der leuchtenden LEDs 155 drücken die Arten von Sprachinformation (Singleton-Labels) NL - PL aus. Im einzelnen ist die Sprachinformation NL, NM, NS, ZR, PS, PM, PL in der erwähnten Reihenfolge von unten nach oben. Die Lage dieser balkenartigen Anzeigesäulen, die durch die aufleuchtenden LEDs 155 dargestellt werden, drücken die einzelnen Gewichtungskoeffizienten aus. Die Gewichtungskoeffizienten haben zwar Werte von 1 - 256, diese Werte werden aber zur Anzeige auf 21 anzuzeigende Werte quantisiert.

Wenn die A-Taste zweimal, beginnend in der Fuzzy-Schlußfolgerungsbetriebsart, gedrückt wird, erfolgt ein Übergang auf die Gewichtungskoeffizienteneinstellbetriebsweise, in welcher die Anzeige auf der Programmanzeigeeinheit 144 so, wie in Fig. 34 gezeigt, wird, werden die bereits eingestellten Gewichtungskoeffizienten, wie in Fig. 31 gezeigt, angezeigt, und leuchtet die Gewichtungskoeffizientenanzeigelampe W auf. In der in Fig. 34 gezeigten Programmanzeigeeinheit 144, stellt die Zahl, die die zweite von links ist, die Zahl dar, die der Sprachinformation zugeordnet ist, und die Zahlen der drei Stellen rechts von der oben erwähnten Zahl stellen die Gewichtungskoeffizienten dar. D. h., Fig. 34 zeigt, daß der Gewichtungskoeffizient k&sub3; von NS gleich 80 ist. Um k&sub3; = 80 auf k&sub3; = 100 zu modifizieren, ist es ausreichend, die E-Taste zweimal zu drücken und dann 100 mit den numerischen Tasten einzugeben.

Es ist möglich, die Zugehörigkeitsfunktionseinstellbetriebsweise zu etablieren und die Form einer bestimmten Zugehörigkeitsfunktion einzugeben, während gleichzeitig die Funktion auf der Anzeigeeinheit 148 unter Verwendung der Programmanzeigeeinheit 144 ausgedrückt wird. In einem solchen Fall wird ein RAM als Speicher zur Speicherung der die Zugehörigkeitsfunktion darstellenden Daten verwendet und der RAM in die Schreibbetriebsweise gesetzt.

(6) Hauptmerkmale und Beispiele von Anwendungen eines Fuzzy- Schlußfolgerungsverarbeitungssystems

Wie in Fig. 5 gezeigt, sind die TGs, TVFIs, der T-Wandler usw. durch Analogbusse 15, 16 miteinander verbunden, die sieben Leitungen aufweisen. Dementsprechend ist es, wie durch die unterbrochenen Linien in Fig. 5 angegeben, ohne weiteres möglich, weitere T-Wandler 13A anzuschließen. Ferner kann, wie in Fig. 35 veranschaulicht, ein größeres Verarbeitungssystem durch Verbinden der TVFIs in hierarchischer Form aufgebaut werden. In Fig. 35 werden Eingaben durch X&sub1; - Xm und Ausgaben durch d&sub1; - di ausgedrückt, und ein Analogbus wird durch eine einzelne Linie ausgedrückt. Der Systembuus ist in der Zeichnung weggelassen.

Es ist bei dem oben beschriebenen Fuzzy-Verarbeitungssystem möglich, Zugehörigkeitsfunktionen, Regeln und Gewichtungskoeffizienten online zu programmieren.

Außerdem kann dieses System, wenn Zugehörigkeitsfunktionen, Regeln und der T-Wandler Linearität aufweisen, als PID-Steuerung (PI-Steuerung oder PD-Steuerung) verwendet werden.

Wenn der T-Wandler nicht-linear ist, kann das Fuzzy-Verarbeitungssystem als nicht-lineare Steuerung verwendet werden.

Wenn 2-wertige Funktionen oder mehrwertige Funktionen in den TGs eingestellt und diese TGs in einer 2-wertigen Betriebsweise oder einer mehrwertigen Betriebsweise betrieben werden, führen die TVFIs und der T-Wandler ebenfalls 2-wertige oder mehrwertige Operationen durch, und das System wird dann eine 2- wertige oder mehrwertige programmierbare Steuerung.

Dementsprechend kann dieses System eine online-Multifunktionssteuerung (eine Fuzzy-Steuerung, eine PID-Steuerung, eine nicht-lineare-Steuerung, eine 2-wertige-Steuerung, eine mehrwertige Steuerung usw.) sein und ihre Betriebsart geeignet ausgewählt werden.

Es sei beispielsweise ein Temperaturregelsystem betrachtet. Dieses System hat eine Regelkammer mit einem Eintritt und einem Austritt zum Ein- und Ausbringen eines Materials, wobei die Temperatur innerhalb der Regelkammer durch eine Heizung und eine Kühlung geregelt wird.

Im Anfangsstadium arbeitet das System in einer PD-Regelbertriebsweise, um die Temperatur in der Regelkammer rasch anzuheben.

In einer zweiten Stufe erfolgt, wenn die Temperatur in der Regelkammer sich einem Sollwert angenähert hat, ein Übergang auf eine PI-Regelbetriebsweise, um das Auftreten eines Überschießens zu verhindern bzw. zu reduzieren und eine hochexakte Regelung durchzuführen.

Wenn ein Überschießen auftritt (dies ist ein drittes Stadium), erfolgt eine Kühlung in einer nicht-linearen Regelbetriebsweise.

Im Endstadium erreicht die Temperatur in der Regelkammer den Sollwert. In diesem Zustand wird ein Werkstoff in die Regelkammer eingetragen und ein Werkstoff aus der Regelkammer ausgetragen mit der Folge, daß die Temperatur dazu neigt, in einer unregelmäßigen Weise zu schwanken. Dementsprechend wird der Vorgang in einer Fuzzy-Regelbetriebsweise durchgeführt.

Ferner ist es durch Modifizieren der TGs möglich, das oben beschriebene System auf einen Fall anzuwenden, bei welchem Eingaben nicht als bestimmte Werte, sondern als Zugehörigkeitsfunktionen gegeben sind.


Anspruch[de]

1. Wahrheitswertfluß-Verarbeitungseinheit mit

einem ersten Bus (15), der in einer Anzahl vorgesehen ist, die gleich einer Anzahl von Arten von Eingangsvariablen (x, y, z) ist, wobei jeder Bus eine Anzahl von Leitungen aufweist, die gleich einer Anzahl von Arten einer Manigfaltikeit von bestimmten Funktionen (NL, NM, NS, ZR, PS, PM, PL), die von Bedingungen von Implikationen verwendet werden, ist;

einem zweiten Bus (16) mit einer Anzahl von Leitungen, die gleich der Anzahl von Arten einer Manigfaltigkeit von bestimmten Funktionen, die von Folgerungen von Implikationen verwendet werden, ist,

Wahrheitswertgeneratorschaltungen (TG1, TG2, TG3) in einer Anzahl die gleich der Anzahl von Arten von Eingangsvariablen (x, y, z) ist,

Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheiten (12) in einer Anzahl, die gleich der Anzahl einer Manigfaltigkeit von Funktionen, die von den Folgerungen der Implikationen verwendet werden, ist, und

einem Wahrheitswertkonverter (13) zur Bewirkung, daß die von der Manigfaltigkeit von Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheiten (12) ausgegebenen Wahrheitswerte (T1-T7) auf jede der Manigfaltigkeit von Funktionen, die von der Folgerung verwendet werden, einwirken, wodurch eine Ausgabe (d) geliefert wird, die Schlußfolgerungsergebnisse darstellt, wobei die Wahrheitswertfluß-Verarbeitungseinheit dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Wahrheitswertgeneratorschaltung an einer Ausgangsseite der Wahrheitswertgeneratorschaltungen mit einem entsprechenden der ersten Busse (15) verbunden ist und Wahrheitswerte (Tx, Ty, Tz), welche einer aufgegebenen Eingangsvariablen (x, y, z) entsprechen, in Bezug auf eine Manigfaltigkeit von Funktionen, die von den Bedingungen der Implikationen verwendet werden, erzeugt, und die Wahrheitswerte auf dem entsprechenden ersten Bus (15) ausgibt, jede Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheit an einer Eingangsseite derselben in allen der ersten Busse (15) und an einer Ausgangsseite derselben mit einer Leitung des zweiten Busses (16) verbunden ist, wobei aus allen von der Manigfaltigkeit von Wahrheitswertgeneratorschaltungen ausgegebenen und den Wahrheitswertfluß-Schlußfolgerungseinheiten (12) über die ersten Busse (15) eingegebenen Wahrheitswerten (Tx, Ty, Tz) bestimmte der Wahrheitswerte nach Maßgabe bestimmter Regeln ausgewählt und diese Wahrheitswerte einer bestimmten Operation unterworfen werden, wodurch ein Wahrheitswert erzeugt wird, der auf die entsprechende Folgerung einwirken soll, und der Wahrheitswert auf den zweiten Bus (16) ausgegeben wird, und dadurch, daß in dem Wahrheitswertkonverter (13) die Wahrheitswerte (T&sub1;, T&sub2;, ..., T&sub7;) diesem über den zweiten Bus (16) eingegeben werden.







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