Development of Fuzzy Inference Engine for Servo Control Using $\alpha$-level Set Decomposition

$\alpha$ -레벨집합 분해에 의한 서보제어용 퍼지 추론 연산회로의 개발

  • 홍순일 (한국 신호처리·시스템학회 감사) ;
  • 이요섭 (부경대학교 대학원)
  • Published : 2001.07.01

Abstract

As the fuzzy control is applied to servo system, the hardware implementation of the fuzzy information systems requires the high speed operations, short real time control and the small size systems. The aims of this study is to develop hardware of the fuzzy information systems to be apply to servo system. In this paper, we propose a calculation method of approximate reasoning for fuzzy control based on $\alpha$ -level set decomposition of fuzzy sets by quantize $\alpha$ -cuts. This method can be easily implemented with analog hardware. The influence of quantization Bevels of $\alpha$-cuts on output from fuzzy inference engine is investigated. It is concluded that 4 quantization levels give sufficient result for fuzzy control performance of dc servo system. The hardware implementation of proposed operation method and of the defuzzification by gravity center method which is directly converted to PWM actuating signal is also presented. It is verified useful with experiment for dc servo system.

퍼지제어가 서보시스템에 응용할 때 퍼지정보 시스템의 하드웨어 실현은 고속연산, 짧은 실시간의 제어 및 시스템의 소형 경량화가 요구되고 있다. 본 연구의 목적은 서보시스템에 적용하기 위한 퍼지정보 시스템의 하드웨어를 개발하는 것이다. 본 연구에서는 $\alpha$-레벨 집합의 분해 원리에 기초하여 $\alpha$-컷 양자화에 따라 퍼지추론의 계산 방법을 제안하려다. 이 방법은 퍼지제어기의 아날로그 하드웨어의 구성을 쉽게 행할 수 있다. $\alpha$-컷 양자화에 따른 회지추론 엔진의 출력으로 $\alpha$-컷 양자화에 따른 퍼지추론 영향을 조사하였고 $\alpha$-컷 양자화 4 단계에서 DC 서보시스템의 퍼지제어에 양호한 결과를 얻었다. 제안한 퍼지추론 연산과 중심법에 의한 비퍼지화에서 직접 PWM 조작 신호를 얻는 방법을 나타내었다. 서보계의 실험을 행하여 유용성을 구명하였다.

Keywords

References

  1. 한국 박용기관학회 논문지 v.19 no.4 서보제어계 설계 지원을 위한 퍼지추론 TOOL의 개발 홍순일;노창주
  2. 전력기술 기초연구 논문집(EESRI) v.1 no.2 Development of Fuzzy Reasoning Tool for the application of Servo system 홍순일
  3. 情報處理學會 硏究報告 88-AI-60-4 Analog/membership grade 變換機能お 有する ファヅイ推論 Engine 上原
  4. IEEE, Trans. on Computer v.C5-2 The Current Mode Fuzzy Logic Integrated by the standard CMOS Process T. Yamakawa;T. Miki
  5. 제 2회 ファヅイ ツソポヅウム講演論文集 High-Speed Fuzzy Controller Hardware System T. Yamakawa
  6. IEEE Transactions on Industry Application v.28 no.6 A Simple Positioning Servo System by Breaking Control Isao Takahashi(et al.)