３．ファジィ水位制御

３−１．ファジィ水位レベル制御

　ファジィ水位レベル制御は上図に示すように、一次遅れ系の代表例である、水槽液面レベル制御を実現したものです。制御水槽には穴があいており、水位に比例した水が流出し、水位レベルを設定値に保つため、常時ポンプを動作させ水位レベルを維持させるよう、制御を行わせます。　ファジィ制御の場合、設定水位と現在水位の偏差から操作量を決定する、粗調整（位置型制御）及び設定水位とのオフセットを調整する、微調整（速度型制御）を組み合わせ、実現させています。

　

３−２．制御演算ブロック

　ハードウエア上はＰＩＤと兼用するため、上図の通りですが、ファジィ入力として、前件部１に水位偏差、前件部２に水位変化、前件部３に設定水位、前件部４に設定変化を入力できるよう、ソフトウエアで構成されています。

　また、後件部１は位置型出力に使用し、後件部２は速度型出力として使用し、その合計値が制御出力となるように、ソフトウエアで構成されています。

　

３−３．ファジィ水位制御ル−ル画面

上図はファジィ水位レベル制御のルール画面です。２入力２出力、位置型＋速度型ファジィ制御を行います。

　

３−４．ファジィル−ルの説明

３−４−１．粗調整

　ル−ルＮｏ１〜３が使用され、水位の偏差のみに応じた位置型出力を決定しています、水位変化入力は粗調整では無視されています。

３−４−２．微調整

　ル−ルＮｏ５，６は、ルールＮｏ１〜３の出力で、水位偏差が０にならない場合や、ポンプの能力変動、外乱等で水位偏差が０にならない場合に、速度型出力として前項の位置型出力に加算して出力し、ちょうど微調整をするのと同じ働きをしています。

　

３−５．ファジィ制御表示ダイアログ

　画面上メニュ−の「制御表示」をクリックすると制御表示モ−ドレスダイアログ が表示されます。

　上図は実際に水位制御を行い、水位が目標水位で安定した状態を表示しています。

　ＰＩＤ制御に比べ収束時間が短く、使用ルール数も僅か５ルールで実現しています。　人間の経験則は水位偏差情報に対し非線形な出力を与えられるのにくらべ、ＰＩＤ制御では、Ｐも，Ｉも，Ｄも全て水位偏差にたいして線形な出力しか得られません。