JP2741116B2 - メンバーシップ関数発生回路 - Google Patents

メンバーシップ関数発生回路

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JP2741116B2 JP3145535A JP14553591A JP2741116B2 JP 2741116 B2 JP2741116 B2 JP 2741116B2 JP 3145535 A JP3145535 A JP 3145535A JP 14553591 A JP14553591 A JP 14553591A JP 2741116 B2 JP2741116 B2 JP 2741116B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はファジイ制御に用いられ
るメンバーシップ関数のグレードを可変できるメンバー
シップ関数発生回路に関する。
【0002】
【従来技術】ファジイ理論においてあいまいさを表すメ
ンバーシップ関数として図6(a)、(b)、(c)に
示すような三角波形、正規分布、アークタンジェント形
の関数が広く用いられている。
【0003】これらのメンバーシップ関数を用いてファ
ジイ制御を行なう場合、所望の制御特性を得るまでには
メンバーシップ関数を種々入れ替えて何回も演算を繰り
返す必要があり、大変な手間と時間がかかる作業であ
る。
【0004】メンバーシップ関数の特性の一部である勾
配を変化させるための勾配切替回路は特開昭62−95
675号に提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ファジイ制御
と学習機能を取り入れた判断処理とを組合せてファジイ
システムを構築しようとする場合は、外部から取り込む
数多くの条件にそれぞれ異なる重み付けをして総合判断
を行なう必要があるため、メンバーシップ関数の勾配を
切り替えるだけでは充分でなく、関数の重み付け(グレ
ードという)を変えることが望まれる。
【0006】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、その目的は、メンバーシップ関数のグレードをき
わめて容易に変えることができるメンバーシップ関数発
生回路を提供することができる。
【0007】
【課題を解決するための手段】P−MOSFETとN−
MOSFETとにより構成されたC−MOSインバータ
を複数個並列に接続し、前記各C−MOSインバータを
主回路に接続しまたは主回路から切り離すグレード切換
用のスイッチングを設け、並列接続された全C−MOS
インバータと直列に抵抗を接続し、各C−MOSインバ
ータの共通ゲートに入力信号を印加し、全C−MOSイ
ンバータに流れる電流の総和をメンバーシップ関数とし
て出力するように構成した。
【0008】
【作用】並列接続された全C−MOSインバータに流れ
る電流の総和としてメンバーシップ関数が出力されるの
で、並列接続された複数のC−MOSインバータの各々
に設けたスイッチをON、OFFすることにより並列に
接続されたC−MOSインバータの数を変更すれば、メ
ンバーシップ関数のグレードを変えることができる。
【0009】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。
【0010】図1は本発明によるメンバーシップ関数発
生回路の一実施例としての三角波形のメンバーシップ関
数を発生する電流型の基本回路を示す。
【0011】メンバーシップ関数発生回路は、P−MO
SFET1aとN−MOSFET1bとを直列に接続し
て成るC−MOSインバータにスイッチ1cを直列に接
続した第1の直列回路と、同様にP−MOSFET2a
とN−MOSFET2bとスイッチ2cとから成る第2
の直列回路と、P−MOSFET3aとN−MOSFE
T3bとスイッチ3cとから成る第3の直列回路と、P
−MOSFET4aとN−MOSFET4bとスイッチ
4cとから成る第4の直列回路とを並列に接続し、回路
全体を電源VDDとアースとの間に接続したものである。
【0012】スイッチ1c〜4cは外部からの制御信号
によりON、OFFされる。
【0013】いま端子Aに任意のアナログ入力信号V1N
を印加しておき、スイッチ1c〜4cを順次ONしてい
くと、端子Bに現れる出力信号VOUT は図2に示すよう
に変化する。すなわち、スイッチ1cのみがONしたと
きの出力信号がI、スイッチ1cと2cがONしたとき
の出力信号がII、スイッチ1c,2c,3cがONした
ときの出力信号がIII 、スイッチ1c,2c,3c,4
cがすべてONしたときの出力信号がIVである。この図
からわかるように、図1の回路においては、スイッチ1
c〜4cのON、OFFの状態により自己の発生する三
角波形のメンバーシップ関数のグレードが変化してい
る。グレードの変更度合は並列に接続されているC−M
OSインバータのW/L(WはMOSFETのゲートの
幅、Lはゲートの長さ)の値を選択することにより容易
に変更することができる。
【0014】図1に示した基本回路のスイッチ1c〜4
cおよび抵抗5はMOSFETにより実現され、図3に
はその一例を示す。
【0015】図3において、図1と同じ参照数字は同じ
構成要素を示しており、1c´〜4c´はスイッチ1c
〜4cを実現するためのN−MOSFET、5´は抵抗
5を実現するための常時ONさせておくN−MOSFE
Tである。
【0016】端子Cにグレード切換信号Sを与え、N−
MOSFET1c´〜4c´のON、OFFを切換える
ことによりメンバーシップ関数のグレードを図2に示す
ように変化させることができる。
【0017】なお、基本回路におけるスイッチ1c〜4
cは図3に示したようにN−MOSFET1c´〜4c
´で実現する代わりに、P−MOSF1a〜4aの電源
DD側にP−MOSFETを直列に接続して実現するこ
ともできる。
【0018】ところで、基本回路におけるスイッチ1c
〜4cを、C−MOSインバータのN−MOSFETの
アース側にN−MOSFET1c´〜4c´を直列に接
続することにより実現した回路では、このスイッチ作用
をするN−MOSFET1c´〜4c´のON、OFF
によりグレードを変化させた場合、グレードが増すにつ
れて三角波形のメンバーシップ関数の頂点が図2に破線
で示すように右寄りに移動していく傾向がある。また、
それとは逆に、基本回路におけるスイッチ1c〜4cを
C−MOSインバータのP−MOSFETの電源側にP
−MOSFETを直列に接続して実現した回路では、グ
レードが増すにつれて三角波形のメンバーシップ関数の
頂点が左寄りに移動していく傾向がある。
【0019】そこで、グレードが変化してもメンバーシ
ップ関数の頂点が左寄りにも右寄りにも移動せずにただ
上下に移動するようにするためには、スイッチとしてC
−MOSインバータの電源側にはP−MOSFETを接
続し、アース側にはN−MOSFETを接続し、これら
を同時にONまたはOFFするようにすればよい。また
別の方法としては、C−MOSインバータのW/Lの値
を選択するようにしてもよい。
【0020】次に、図4に、本発明によるメンバーシッ
プ関数発生回路のもう1つの実施例であるアークタンジ
ェント型波形のメンバーシップ関数を発生する回路を示
す。
【0021】この実施例は、P−MOSFET6aとN
−MOSFET6bとを直列に接続して成るC−MOS
インバータを基本C−MOSインバータとし、この基本
C−MOSインバータと並列に4個のバイアスC−MO
S回路を接続したものである。バイアスC−MOS回路
は、それぞれP−MOSFET7a,8a,9a,10
aとN−MOSFET7b,8b,9b,10bとを直
列に接続して成り、各N−MOSFET7b〜10bの
ゲートにインバータ11〜14が接続されている。端子
Cにはグレードを切換えるためのデジタル切換信号Sが
与えられる。
【0022】いま、端子Aに任意のアナログ入力信号V
1Nを印加しておき、たとえば端子Cに切換信号Sとして
“0111”を与えると、P−MOSFET7aとN−
MOSFET7bとから成るバイアスC−MOS回路の
みがONし、基本C−MOSインバータに対してこのC
−MOSバイアス回路が並列に接続される。その結果、
端子Bに現れる出力信号VOUT は図5にIで示すように
なる。端子Cに与える切換信号Sを“0011”とする
と、基本C−MOSインバータに対して2つのバイアス
C−MOS回路が並列に接続され、端子Bから得られる
出力信号VOUTは図5にIIで表すようになる。もう1つ
のバイアスC−MOS回路がONすると、出力信号V
OUTは図5にIII で示すようになり、すべてのバイアス
C−MOS回路がONすると、IVで示すようになる。
【0023】グレードの変更度合は図1に示した実施例
と同じようにバイアスC−MOS回路を構成するC−M
OSインバータのW/Lの値を選択することにより容易
に変更することができる。
【0024】この実施例において、インバータ11〜1
4はN−MOSFETのゲートに接続する代わりに、P
−MOSFET7a〜10aのゲートに接続してもよ
い。ただしこの場合はグレード切換信号の論理が逆にな
る。
【0025】上記2つの実施例においては、いずれも並
列接続されるC−MOS回路の数が4個であるが、これ
は任意であり、その数が多いほどメンバーシップ関数の
グレードをきめ細かに調整することができる。
【0026】
【発明の効果】以上発明したように、本発明において
は、並列接続されるC−MOS回路の数を変えるように
したので、メンバーシップ関数の勾配でなくグレードを
変更することができ、所望のファジイ制御に用いること
ができ。特に学習機能を取り入れた判断処理と組合せた
ファジイシステムの構築に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるメンバーシップ関数発生回路の基
本回路である。
【図2】図1に示したメンバーシップ関数発生回路によ
り得られるメンバーシップ関数の特性図である。
【図3】図1に示したメンバーシップ関数発生回路の一
実施例である。
【図4】本発明によるメンバーシップ関数発生回路の他
の実施例である。
【図5】図4に示したメンバーシップ発生回路により得
られるメンバーシップ関数の特性図である。
【図6】メンバーシップ関数の代表的な波形を示してお
り、(a)は三角波形、(b)は正規分布、(c)はア
ークタンジェント形である。
【符号の説明】
1a,2a,3a,4a P−MOSFET 1b,2b,3b,4b N−MOSFET 1c,2c,3c,4c スイッチ 5 抵抗

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 P−MOSFETとN−MOSFETと
    により構成されたC−MOSインバータを複数個並列に
    接続し、前記各C−MOSインバータを主回路に接続し
    または主回路から切り離すグレード切換用のスイッチン
    グ手段を設け、並列接続された全C−MOSインバータ
    と直列に抵抗を接続し、各C−MOSインバータの共通
    ゲートに入力信号を印加し、全C−MOSインバータに
    流れる電流の総和をメンバーシップ関数を表す出力信号
    とすることを特徴とするメンバーシップ関数発生回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチング手段がP−MOSFE
    TまたはN−MOSFETで構成された請求項1に記載
    のメンバーシップ関数発生回路。
  3. 【請求項3】 前記スイッチング手段が直列接続された
    P−MOSFETおよびN−MOSFETから成る請求
    項1に記載のメンバーシップ関数発生回路。
  4. 【請求項4】 P−MOSFETとN−MOSFETと
    により構成された基本C−MOSインバータと、該基本
    C−MOSインバータと並列に接続された複数のバイア
    スC−MOSFETと、該複数のバイアスC−MOSF
    ETの各々を独立してON/OFFするグレード切換用
    のスイッチング手段とを備え、前記基本C−MOSイン
    バータの共通ゲートに入力信号を印加し、前記基本C−
    MOSインバータを構成する両MOSFETの接続点と
    前記バイアスC−MOSFETを構成する両MOSFE
    Tの接続点とを接続してメンバーシップ関数の出力端子
    としたことを特徴とするメンバーシップ関数発生回路。
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