Параболический интерполятор

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и является усовершенствованием основного изобретения по а.с. № 1070573. Цель изобретения - повышение динамической точности . Параболический интерполятор содержит четьфе блока 1-4 выборки-хранения , первый интегратор 5, третий интегратор 6, алгебраический сумматор 7, управляемый инвертор 8, второй интегратор 9, шину 10 тактовых импульсов, вход 11, выход 12. Интерполирующая функция вырабатывается на выходе второго интегратора в виде полинома второго порядка, форма которого определяется тремя последовательными входными отсчетами. С помощью алгебраического сумматора 7 и управляемого инвертора 8, изменяющего полярность в,середине каждого такта, вырабатывается поправка, повышающая точность интерполяции. 1 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 11 4 С 06 С 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и QTHpblTHA (61) 1070573 .(21) 4168723/24-24 (22) 29.12,86 (46) 30.05.88. Бюл. 9 20 (7!) Научно-исследовательский инсти-„ тут автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) П.А. Карлов, В.Е. 1!айоров, В.С. фадеев и А.К. Корьков (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 1070573, кл. G 06 G 7/30, 1982. (54) ПАРАБОЛИЧЕСКИЙ ИНТЕРПОЛЯТОР (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и является усовершенствованием основного изобретения по а.с. У 1070573. Цель изоб..ЯО„„ЩЩ78 А 2 ретения — повышение динамической точности. Параболический интерполятор содержит четыре блока 1-4 выборки-хранения, первый интегратор 5, третий интегратор 6, алгебраический сумматор 7, управляемый инвертор 8, второй интегратор 9, шину 10 тактовых импульсов, вход 11, выход 12. Интерполирующая функция вырабатывается на выходе второго интегратора в виде полинома второго порядка, форма которо"

ro определяется тремя последовательными входными отсчетами. С помощью алгебраического сумматора 7 и управляемого инвертора 8, изменяющего полярность в.середине каждого такта, вырабатывается поправка, повышающая точность интерполяции. 1 ил.

1399778

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св. В 1070573.

Цель изобретения — повышение динамической точности.

На чертеже представлена схема параболического интерполятора.

Устройство содержит с первого по четвертый блоки 1-4 выборки-хранения, первый интегратор 5, третий интегратор 6, алгебраический сумматор 7, управляемый инвертор 8, второй интегратор 9, шину 10 тактовых импульсов, вход II, выход 12.

Управляемый инвертор 8 может быть выполнен на инвертирующем решающем усилителе и коммутаторе, с помощью которого на выход подключается пооче-20 редко вход или выход решающего усилителя, момент переключения полярности задается импульсами, управляющими коммутатором. Тактовые импульсы, управляющие инвертором 8, смещены на 25 полпериода относительно тактовык Моментов времени, в которые поступает входная информация и обновляется содержимое блоков выборки-хранения.

Устройство работает следующим.об- разом.

На вход 10 подаются с периодом Т импульсы прямоугольной формы, амплитуды которых пропорциональны значениям интерполируемой функции. Блоки выборки-хранения в момент поступления импульсов на вход осуществляют выборку и запоминание на время Т мгновенных значений входных сигналов с противоположным знаком. Интеграторы

5и 6 интегрируют соответственно разность сигналов, поступающих с выходов блоков 1,2 и 3,2 выборки-хранения.

Постоянные времени для интегРирования 45 этих сигналов равны Т. Алгебраический сумматор 7 осуществляет суммирование сигналов, поступающих с блоков l"4 выборки-хранения, с коэффициентами—

1/2 для блоков 2 и 3, +I/á для блока

l, -1/6 для блока 4. Управляемый иивертор 8 пропускает сигнал на шестой вход интегратора 9 без изменений на первой половине периода Т и инвертированный сигнал на второй половине периода Т. Для интегратора 9 постоянные интергирования выходных сигналов

Интеграторов 5,6 блока 8 равны Т, а для блоков I и 3 — 2Т.

Введем, в рассмотрение нормированt ное время Е = — . С учетом этого пеТ (2) С учетом ненулевых начальных условий на выходах интеграторов, выражение выходного сигнала интерполятора на отрезке (1-1,5J имеет вид риод следования входных импульсов равен 1, а постоянные времени интегрирования соответствующих сигналов -I или 2.

Рассмотрим принцип действия параболического интерполятора на примере формирования реакции на одиночный входной импульс.

В исходном состоянии напряжения на выходах блоков 1-4 и интеграторов

5,6,9 равны нулю. При поступлении в момент Я =0 на вход 10 импульса единичной амплитуды в блоке 1 осуществляется выборка и запоминание этого значения с обратным знаком на отрезке !

О,IJ. Изменение сигнала на выходе интегратора 5 в течение этого отрезка времени запишем в виде U (г.) -F. В момент времени Я1 амплитуда сигнала на выходе блока l обнуляется, а на выходе интегратора 5 сигнал достигает значения U -1 ..

В результате совместного действия сигналов, поступающих с выходов блоков l и 2 на входы интегратора 5, на его выходе формируется сигнал треугольной формы. С выхода блока 1 сигнал поступает на сумматор 7, где уменьшается по амплитуде в 6 раз и подается на инвертор 8, который инвертирует входной сигнал в момент

0,5Т. С учетом соответствующих постоянных времени интегрирования изме" кение сигнала на выходе интегратора

9 на отрезке (0-0,5$ имеет вид

U ()- — +

Е Е

2 2 6 (!) а на отрезке (0,5-lj (E) — + — +—

Е2

2 2 б откуда следует, что амплитуда сигнала на выходе параболического интерполятора в момент Е 1 равна . Этот сигнал. подается на вход второго блока выборки-хранения и запоминается в нем на интервале !1-2 . С выхода блока 2 сигнал поступает на интеграторы 5 и б и на блок сумматора 7, где инвертируется и уменьшается по амплитуде в

2 раза.

1399778

+ Е) +(1+ Е д)2-1 +

3 2

E е2

-Й

+(— -F)Z +

2 при E < (Π— 0,51

Я Z

U,(г,z)=(— т - Е

-Я)Е +—

Я вЂ” Z

6 и

+ — с)Е +(1 — ——

3 2 (2 — — Z

6 (6) 20

Формула из обретения

45

Составитель Г. Осипов

Редактор М. Циткина Техред А.Кравчук

Корректор А. Тяско

Заказ 2668/50 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

-по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з

П (r) 1-E,+, (3) на отрезке (1 5-2J вид -2 (4) где Я, =Е-1 °

В момент времени /=2(f,=1) напряжение на выходе интеграторов 5 и 9 равно нулю, а на выходе интегратора

6 равно -1. Это значение с противоположным знаком хранится на интервале (2-3) в блоке 3, под действием сигналов с блоков 3,6,8 на выходе интерполятора на отрезке (2-2,5) формируется 15 напряжение

2 а на отрезке (2,5-3 z

П9(Е)- — 2 где 8г=Е 2.

В момент времени 1 3 на выходе интегратора 6 и 9 напряжение равно нулю, а значение храняющееся в блоке 3, переписывается в блок 4 и хранится на отрезке f3-4 1, откуда поступает на сумматор 7, где инвертируется и уменьшается по амплитуде в 6 раз. Через инвертор 8, инвертирующий входной сигнал, в момент 0,5 Т сигнал с выхода сумматора поступает на интегратор

9, на выходе которого формируется напряжение на отрезке 3-3,5).

6 (7) 35 на отрезке )3 5-4g

Е> (8) где Я, =E-Ç.

Из выражения (1) — (8) представляют собой отдельные участки реакции параболического интерполятора иа одиночный импульс единичной ампли" . туды.

Z-преобразование с запаздыванием для реакции на одиночный входной импульс имеет вид при Еб (0,5-11. Оно отличается от передаточных функций известных параболических интерполяторов.

Таким образом, sa счет введения блоков сумматора и ключа на первой половине периода интерполяции формируется дополнительная линейно возрастающая добавка, которая уменьшается до нуля на второй половине периода.

Это позволяет повысить динамическую точность в окрестностях узлов пбступления задания, а именно на порядок понизить ошибку на первой половине периода интерполяции и в 2-3 раза на второй половине периода интерполяции.

Параболический интерполятор по авт. св. У 1070573, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения динамической точности, он содержит четвертый блок выборки-хранения, алгебраический сумматор и управляемый инвертор, при этом выход третьего блока выборки-хранения соединен с входом четвертого блока выборки-хранения., выходы первого, второго,третьего и четвертого блоков выборкихранения соединены с соответствующими входами алгебраического сумматора, выход которого через управляемый инвертор соединен с шестым входом второго интегратора, вход переключения полярности управляемого инвертора соединен с шиной тактовых импульсов.