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ファジィ倒立振子制御実験装置+ファジィ&PID水位制御実験装置 ファジィ倒立振子制御実験装置+
ファジィ&PID水位制御実験装置

型番:THFMW-001T
価格:1,200,000円(税別)


※画像にマウスを合わせると拡大されます

振り上げ倒立振子のファジィ制御を簡単に実験。

ファジィ倒立振子制御実験装置


型番:THFM-001T

価格:¥840,000 (税込)

本製品については、現在リニューアル品開発中です。
現行品でのご購入をお急ぎの場合にはお問合せ下さい。


製品の特長
Features

【振り上げ倒立振子によるファジィ制御】


ファジィ制御は人間の経験則をファジィ制御入出力として、ルールで表現し制御を行おうとするものですが、最近では経験則が無くルールの抽出が困難な制御対象への適用も試みられています。ファジィ制御は従来の制御手法を否定するのではなく、従来の手法でうまく行かない(制御対象の数式モデルの導出が困難であったり、数式モデルの導出に多くの時間と経費が必要であるとか、非線形な制御対象である)場合に最もその効果が発揮されます。「振り上げ倒立振子によるファジィ制御実習キット」はどの参考書を見るよりもファジィを理解する上で最も有効な手段です。

【ファジィ制御の考え方が容易に理解できます】


従来の数式論拠とは異なり人間の経験や勘・こつをメンバシップ関数を使用したルールとして表現し制御を行わせるため、人間の経験則をどの様にルールで表現するかをこの教材で経験することができす。また、ファジィ推論の結果が重心計算により得られるため、その推論結果はON-OFF的に判断するのではなく、人間のように多種多様の答えから合理的に判断する様子を習得する事ができます。

【振り上げ倒立振子が簡単に実現できます】


振子を単純にアーム上で倒立させ倒れないようにする、いわゆる「倒立振子」とは異なります。倒れた振子を徐々に振り、やがて振りあがってきた振子を受け止め、倒れないようほぼ中央でバランスさせるまで3段階「振り上げ倒立振子」の制御を最も少ない入力数とルール数(3入力、1出力、11ルール)で実現させています。

【経験則に適した推論方式を採用しています】


ファジィ初期の頃入門的に使用されたマムダニの「MIN-MAX-重心法」は、推論結果が非線形であったり全く動作しないルールが存在するなど、推論法自身に問題がありました。これらを改善し、さらに進化した「代数積-加算-重心法」をベースとしたリニアファジィ推論法を使用しているため、推論結果が線形であると共に、入力された総てのルールが有効に働く(無効なルールが存在しない)といった、入力するルールが人間の直感に合う推論方式を採用しています。

【ルールの作成はマウス操作だけの簡単操作】


上記を実現させるため、マウス操作により前件部メンバシップ関数形状(三角形、台形、矩形、直角、斜線)を選択した上で、前件部ラベル (NB,NM,NS,ZR,PS,PM,PB)位置でマウスクリックするだけで前件部(入力条件)のルールが簡単に作成できます。後件部(出力)はメンバシップ関数にシングルトン(棒状メンバシップ関数)を使用し後件部ラベル位置13ポジションでマウスクリックするだけで設定が可能な上、さらに細かな出力調整をさせるため、後件部のどの位置にでもリニアにマウス操作のみで設定が可能です。(後件部の設定はフリーポジションで設定可能。) また、メンバシップ関数形状が固定化されているため、メンバシップ関数形状の設定は不必要となり、即ルール作成が可能となります。

【製品開発元】


製品の仕様
Specification

【ファジィ倒立振子制御実験装置のシステム構成】

ファジィ倒立振子制御実験装置
構成 実験装置本体
アナログインターフェース
PCIボードまたはPCカード
ソフトウェアCD
解説DVD
実験指導書

【ファジィ倒立振子制御実験装置の仕様】

振り上げ倒立振子装置
外形寸法 幅200×奥行180×高280(mm)
(アーム長460mm / 振子長400mm)
重量 5.5kg
アーム旋回角度 約300度
使用電源 AC100V
モータ 2相ステッピングモータ
モータギア バックラッシュを発生させない特殊ギア使用
センサ ポテンショメータを使用し「振子角度」「アーム角度」を検出

アナログインターフェース
外形寸法 幅300×奥行200×高50(mm)
使用電源 AC100V

倒立振子メカより送られるセンサ情報(振子角度、アーム角度)から「振子角度」「振子角速度」「アーム速度」に変換させ、ファジィ推論入力に対応させます。一方ファジィ推論結果をモータ出力として与えるため、モータの「正転」「逆転」信号及び「モータ速度」信号に変換します。

ファジィ推論仕様
ルール数 128
入出力数 4入力 / 4出力
前件部メンバーシップ関数形状 三角形、台形、矩形、斜線、直線
後件部メンバーシップ関数 シングルトン
推論方式 リニア推論方式
確定演算方式 重心法
推論装置 ソフト
分解能 前件部10bit 後件部10bit

履修時間
Learning Time

【学習時間目安】


「ファジィ倒立振子制御実験装置」では、以下の項目について学習します。

【ファジィ倒立振子制御実験装置 / 8時間】

第1章 概要
1-1 特徴
1-2 倒立振子装置の構成
第2章 倒立振子装置仕様
2-1 パソコン
2-2 PCIボード(THFPCI-001)
2-3 アナログインターフェースBOX
2-4 倒立振子メカ(THFM-001)
2-5 型式
第3章 ファジィ推論法
3-1 Min-Max-重心法
3-2 リニアファジィ推論法
3-3 ファジィルールの考え方
第4章 ファジィ倒立振子制御の実習
4-1 前準備
4-2 振子の振れ止め制御
4-3 振子を振る制御
4-4 振り上げ倒立振子制御
4-4-1 振子の倒立状態を保持する
4-4-2 振子を振り上げる
4-4-3 振り上がってきた振子を受け止める

デモ映像
Demo Movie

【ファジィ倒立振子制御実験装置 / 紹介ムービー】



動画制作・提供元:ビータ技研(http://www7.ocn.ne.jp/~betatech/)
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