定量的なファジイ評価に基づく知的制御系構築手法の開発と有効性の検証

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650376
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 安信 誠二 筑波大学, 構造工学系, 助教授 (00241795)
• Keywords: 知的制御 / ファジィ制御 / PID制御 / 階層制御 / ファジィ集合 / 自動車運転 / 駐車制御

Research Abstract

近年のデジタル計算機ハード・ソフトの発達に伴い、AI・ニューロそれにファジイ理論等を用いて、制御技術者や熟練者の制御知識を計算機に組み込み対象システムの動きに柔軟に対応した制御を行う知的制御系の実システムへの適用が進みつつある。現在、これら知的制御系は、制御経験の言語記述や、操業データのモデル化から設計されているが、自由度も多く試行錯誤的に構築されている。
本研究では、ファジイ制御と従来制御理論との関係を考察し、従来制御方式の制御系構築支援ツールを基盤として従来制御方式の構築手法と連続性を持ち、それを包含した定量的なファジイ評価に基づく知的制御系の構築手法の開発を目指した。
本研究では、以下の2テーマについて知的制御系を構築し実験評価を行った。
(1)ラフな対象システムモデルに基づき幾つかのPID制御系を構築し、これらをファジィ推論により切り換えて調整していく階層型ファジィ制御方式を提案した。この方式を、幾つかのプラントモデルや無定位性プロセスの実験装置に適用した。シミュレーションおよび実験の結果、設定した望ましい応答を実現出来る制御系を構築できた。
(2)自動車の駐車制御における運転知識を組み込み、定量的な到達目標(目標位置誤差と方向誤差)の評価に基づく知的制御系の構築を行い、シミュレーションにより評価した。さらに、この制御系を1/10スケールの模型自動車に搭載して走行実験を行なった。その結果、構築した制御系により、上手い運転が実現出来ることを確認した。
本研究の結果、対象システムの望ましい応答や到達目標に関する制御技術者の知識(制御に関するメタ知識)を、あいまいさを定量的に扱えるファジィ集合に基づく評価指標として与える事により、従来の制御手法の延長では困難であった知的制御系構築の可能性を確認することが出来た。

Research Products

• [Publications] 安信誠二,他1: "PID制御&ファジィ推論による階層型ファジィ制御方式と実験評価" 第10回ファジィシステムシンポジュウム講演論文集. 435-436 (1994)
• [Publications] 安信誠二,他1: "予見ファジィ制御による模型自動車の運転操作" 第10回ファジィシステムシンポジュウム講演論文集. 761-764 (1994)
• [Publications] 安信誠二,他1: "階層型ファジィ制御による自動車の車庫入れ運転操作" 第33回計測自動制御学会学術講演会(SICE'95). 635-636 (1994)
• [Publications] Yasunobu,S.et.al.: "Parking Control Based on Predictive Fuzzy control" Proceedings of Third IEEE International Conference on Fuzzy Systems(IEEE-FUZZ'94). 1338-1341 (1994)
• [Publications] 安信誠二,他1: "ファジィ推論によるPIDコントローラ切り換え制御と自動調整アルゴリズムの提案" 日本ファジィ学会関東支部第4回ワークショップ論文集. (印刷中). (1995)
• [Publications] 安信誠二,他1: "ファジィ制御を用いた四輪自動車の知的駐車制御" 第21回知能システムシンポジュウム. (印刷中). (1995)
• [Publications] 安信誠二: "ファジィシステムの基礎:計測自動制御学会編 ニューロ・ファジィ・AIハンドブック-I.4編8章" オーム社, 294/307 (1994)
• [Publications] Yasunobu,S.: "Automatic Train Operation:Applied Fuzzy Systems(Terano,Asai,Sugeno,ed.)" AP PROFESSIONAL, 115/128 (1994)