Линейно-круговой интерполятор

 

АНИ

ОПИС, Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских " Социалистических

Республик (») 500518

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 20.05.74 (21) 2025663/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01,76,Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 19.04.76 (51) М. Кл. с 05В 19/18 а

Государственный комитет

Совета Министров СССР

lIo делам изоорвтений н открытий (53) УДК 621-503,55 (088.8) О. И. Семенком, Э, 11. Катилас, В, A. Берсенев g и М, Н, Ра>пинский (72) Авторы изобретения

Институт технической кибернетики АН Белорусской CCP (71) Заявитель (54) ПИ111=-ЙНО-КРУТОВОЙ ИНтН - ПОЛЯтО1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться для управления устройствами с числовым программным управлением.

Известны линейно-круговые иптерполято- 5 ры, содержащие основной и задающие счетчики, .подключенные через двоичные умножи, тели к первому и второму делителям частоты, при этом выход основного счетчика соединен с входом .,третьего делителя часто-,10 ты. Однако эти интерполяторы имеют сло>кную и громоздкую конструкцию, Цель изобретения - упрошение интерполя4 тора, Это достигается тем, что интерполятор содержит два дешифратора, триггер, элементы совпадения и задержки, Выход третьего ! делителя частоты .через последовательно соединенные первый элемент совпадения и, элемент задержки соединен с одним из входов второго и третьего элементов совпадения, подключенных к задающим счетчикам, один из которых через дешифраторы соединен с четвертым и пятым элементами совпадения, другие входы которых. подключены к выходу первого элемента совпадения,1 а выходы - через триггер к другим входам второго и третьего элементов совпадения, На чертеже изображена блок-схема предлагаемого интерполятора, Иитерполятор содержит основной счетчик

1, задавшие счетчики 2, 3, двоичные умножители 4, 5, дешифраторы 6, 7, элемен ы совпадения 8-12, триггер 13, делители 1416, элемент задержки 17, счетный вход 18 основного счетчика, входы 19-21 задания коэффициентов деления делителей, выход

Х 22, выход У 23, установочные входы

24, 25 задаюших счетчиков, установочные входы 26, 27 триггера, выходы 28, 29 «Ко нец квадранта«интерполятора, выход 30«Ко, нец кадра" интерполятора, вход 31 управления режимом работы интерполятора, В предлагаемом устройстве для каждого участка интеполяции J отношение выходных импульсов по осям описывается уравнением х„ л . где Х У - Koffgчество выходных им1 J пульсов по осям Х и У на участке

fQ коды задающих счетчи я ) ков 2„ 3 на участке, В результате с выходов 22 и 23 управляемых делителей частоты 14 и 15 поступают последовательности импульсов, реали- 5 зующие в плоскости ХОУ окружность с диаметром Д, измеряемом в числе шагов, (2 -1) (М -1) К 10 где К вЂ” коэффициент деления первого

1 и второго делителей 15 и 16;

K — коэффициент деления третьего

2 делителя 16; t5

 — разрядность задающего счетчика;

Я вЂ” код, на который настроен дешифратор 7.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом кадра интерполяции на установочные входы 19, 20, 21„24, 25 подают необходимые коды. Предполагается, что двоичный счетчик 1 установлен в 0".

Под кадром интерполяции понимается процесс, в результате которого будут вычерчены полная или неподная окружности, полный эллипс или его часть, а также вектор определенной длины. Предположим, что необходимо вычертить окружность с диаметром

180 шагов и началом на оси Х, расположенным слева от центра окружности, т. е. на пиная со второго квадранта по часовой стрелке, на интерполяторе, у которого основной счетчик и задающие счетчики выполнены четырехразрядными, делитель частоты 16 — трехразрядный, а делитель частоты 14ц 15 выполнены семиразрядными. В этом случае в задающем счетчике 2 устанавливают код 0010, а в задающем счетчике 3 — код 1101, коэффициенты деления О делителей устанавливают равными единице, для чего подают на их установочные входы коды 000 и 0000000.

Триггер 13 по входу 27 устанавливают 45 в единичное положение. На счетный вход

l8 двоичного счетчика l подают регулярную последовательность импульсов. За время между моментом подачи импульсов на вход 18 и моментом выработки импульса о переполнения счетчиком 1 с выхода умножителя 4 на выход 22 пройдет два импульса, а с выхода умножителя 5 на выход

23 пройдет 13 импульсов, так как на входе умножителя 4 установлен прямой код $5

0010, а на входе умножителя 5 установлен код 1101.

На плоскости ХОУ будет вычерчен вектор сЬХ=2 и Ь У=13 шагов. Интервал между импульсами переполнения в дальней- 60 шем будем называть участком интерполяции.

Импульс переполнения счетчика 1 через делитель 16, элементы совпадения 8 и 12 проходит на первый вход триггера 13 и через элемент задержки 17 и элемент совпадения 9 на вход суммирования счетчика 2 и на вход вычитания счетчика 3. В счетчик

2 и 3 установится код 0011и 1100. На данном участке интерполяции на выход 22 пройдет 3, на выход 23 - 12 импульсов.

Будет вычерчен вектор с А Х=Зи ЬУ--12 шагов соответственно. Аналогично, на сле» дующих участках интерполяции будут вычерчены векторы с Ь Х=4, Ь У=ll и т. д., до Ь Х=13, Ь У=2.

В плоскости ХОУ будет вычерчена ломаная кривая, аппроксимирующая одну четверть дуги по 12 линейным участкам.

После вычерчивания вектора с Ь Х=-13 и Ь У=2 импульс переполнения счетчика 1 через третий делитель 16 и первый и четвертый элемент совпадения проходит íà второй вход триггера 13 и через элементы задержки 17 и совпадения 10 на вход вычитания счетчика 2 и вход сложения счетчика 3. С выхода 28 этот же иьптульс переполнения поступает на схему управления перемещением, и направление вектора по оси У изменяется на противоположное. Подобно изложенному, происходит вычерчивание дуги в следующем первом. квадранте. В конце вычерчивания этого квадранта, аналогично изложенному, импульсом с выхода

29 производят переключение знака вектора по оси Х и т. д. Процесс вычерчивания полной окружности заканчивается после поступления с выходом 28 и 29 пятого импульса.

Таким образом, вычерчивание дуги окружности производят при равномерном поочередном увеличении или уменьшении кода в задающих счетчиках 2 и 3. Момент окончания интерполирования в очередном квадранте определяют с помощью дешифраторов задающего счетчика 6 и 7, причем дешифратор

7 дешифрирует максимальный, дешифратор 6минимальный код. Установка дешифраторов

6 и 7 влияет на точность интерполирования.

Например, в рассматриваемом устройстве при установках 15-0, 14-1, 13-2 и 12-3 относительное отклонение действительной дуги окружности от идеальной составляет соответственно 8,6; 3,7", 0,6 и 5,9 процента. Погрешность интерполирования может быть уменьшена путем увеличения разрядности двоичного счетчика 1, задающих счетчиков 2 и

3, умножителей 4, 5, дешифраторов 6, 7, а также делителей 14, 15.

Для вычерчивания дуги окружности из точек, не лежащих íà ocIIx координат, в счетчики 2 и 3 по входам 24 и 25 заносят код, соответствующий требуемому участку. Управление изменением кода осуществляют воздействием на триггер по входам 26 и 27.

Изменение диаметра окружности осуществляют изменением коэффициентов деления делителей 14, 15, 16. При установке в делителях 14 и 15 неравных коэффициентов де- >0 ления производят сжатие окружности в эллипс вдоль осей Х и У.

При интерполяции прямой линии на вход

31 элемента совпадения 8 подают запрещающий потенциал. В задающих счетчиках

2 и 3 по входам 24 и 25 устанавливают коды приращений Ь Х и Ь У. С выходов

22 и 23 снимают импульсные последовательности, число импульсов в которых пропорционально кодам в задающих счетчиках, а также коэффициенту деления делителя 16 и обратно пропорционально коэффициентам деления делителей 14 и 15. С выхода 30 снимают сигнал Конец интерполяции прямой". 25

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется линейная интерполяция и интерполяция окружности отрезками пряMbIx линий. Интерполяция окружности ИНGисходит по внутреннему, жесткому алгоритму и не требует запоминания и последующего ввода дискретных значений функции синуса и косинуса.

Формула изобретения

Линейно-круговой интерполятор, с .держащий основной и задающие счетчики, подключенные через двоичны, умножители к первому и второму делителям частоты, а выход основного счетчика соединен с вхсдом третьего делителя частоты, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрсщения интерполяции, он содержит два дешифратора, триггер, эле.1енты совпадения и задержки, причем ьыход третьего делителя частоты через последовательно:;.оединенные первый элемент совпадень г элемент задержки соединен с одним из входов второго и третьего элементов совпадения, подключенных к задающим счетчикам, один из которых через дешифраторы соединен с четвертым и пятым элементами совпадения, другие входы которых подключены к выходу первого элемента совпадения, а выходы — через триггер к другим входам второго и третьего элементов совпадения.

500518

Составитель Н.Белинкова

Корректор А.Галахова

Редактор П,д щщева T<>|ÐeÀ 3.Тараненко

ЦНИИПИ Государственного комитета Соввтв Министров СССР по делам и. онрп. ппй и г>гкрнтпй

Москва, 11 Ю.", Ряугпскап паб., 4

Филиал ПГ1Г1 "Патент", г. У к> r>pon, ул. Проектная, 1

Заказ Я FF Иэд, И )$g Тираж1029 Подписное