Линейно-круговой интерполятор Советский патент 1976 года по МПК G05B19/418 G05B19/4103 

(54) ЛИИЕЙЫО-.КРУГО1ВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться для управления устройствами с числовым программным управлением. Известны линейно-круговые интерполято; ры, содержащие основной и задающие счет чики, подключенные через двоичные умножи |тели к первому и второму делителям часто ты, при этом выход основного счетчика соединен с входом .третьего делителя частоты. Однако эти интерполяторы имеют сложную и громоздкую конструкцию. Цель изобретения - упрощение интepпoля тора. Это достигается тем, что интерполятор содержит два дешифратора, триггер, элемен 1ты совпадения и задержки. Выход третьего делителя частоты через последовательно соединенные первый элемент совпадения и /Элемент задержки соединен с одним из вхо дов второго и третьего элементов совпадения, подключенных к задаюидим счетчикам, один из которых через деишфраторы 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. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого интерполятора. Интерполятор содержит основной счетчик j 1, задающие счетчики 2, 3, двоичные умножители 4, 5, дещифраторы 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 де.чителей, выход X 22, выход У 23, установочные входы , 24, 25 задающих счетчиков, установочные входы 26, 27 триггера, выходы 26, 29 Конец квадранта интерполятора, выход ЗОКо- ней кадра интерполятора, вход 31 управления режимом работы интерполят ора. В предлагаемом устройстве для каждого участка интеполяции отнощенке выходных импульсов по осям описывается у))аввением у г где Xj , У: - кол41чество выходных, импульсов по осям X и у на участке j ; - коды задающих счетчи- ( ков 2, 3 на участке J В результате с выходов 22 и 23 управ ляемых делителей частоты 14 и 15 посту пают последовательности импульсов, реали зующие в плоскости ХОУ окружность с диа метром ) , измеряемом в числе шагов, (2 -1) (N -1) где К - коэффициент деления первого и второго делителей 15 и 16 К - коэффициент деления третьего делителя 16; Л - разрядность задающего счетчи N - 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 О, Под кадром интерполяции понимается процесс, в результате которого будут Бычерчены полная или неполная окружности, полный эллипс или его часть, а также вектор определенной длины. Предположим, что необходимо вычертить окружность с диаметром 180 шагов и началом на оси X, расположенным слева от центра окружности, т, е. начиная со второго квадранта по часовой стрелке, на интерполяторе, у которого ос новной счетчик и задающие счетчики вьшолнены четырехразрядными, делитель частоты 16 - трехразрядный, а делитель частоты 14 и 15 вьшолнены семиразрядными. В этом случае в задающем счетчике 2 устанавливают код ОО1О. а в задающем счетчи ке 3 - код 11О1, коэффициенты деления делителей устанавливают равными единице, для чего подают на их установочные входы коды ООО и ООООООО. Триггер 13 по входу 27 устанавливают в единичное положение. На счетный вход 18 двоичного счетчика 1 подают регулярную последовательность импульсов. За время между моментом подачи импульсов на вход 18 и моментом выработки импульЬа переполнения счетчиком 1 с выхода умножителя 4 на выход 22 пройдет два импульса, а с умножителя 5 на выход 23 пройдет 13 импульсов, так как на входе умножителя 4 установлен прямой код 0010, а на входе умножителя 5 установлен код 11О1. На плоскости ХОУ будет вычерчен вектор и Д шагов. Интервал между импульсами переполнения в дальнейшем 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 к элемент совпадения 9 на вход суммирования счетчика 2 и на вход вычитания счетчика 3. В счетчик 2 и 3 установится код СО 11 и 1100. На данном участке интерполяции на выход 22 пройдет 3, на выход 23-12 импульсов. Будет вычерчен вектор с и . шагов соответственно. Аналогично, на следующих участках интерполяции будут вычерчены векторы с Д , Д и т. д., до Д , Д . В плоскости ХОУ будет вычерчена ломаная кривая, аппроксимирующая одну четверть дуги по 12 линейным участкам. После вычерчивания вектора с Д и Д импульс переполнения счетчика 1 через третий делитель 16 и первый и четвертый элемент совпадения проходит на 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 импульс 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 X и т. Д, Процесс вычерчивания полной окружности заканчивается после поступления с выходом 28 и 29 пятого им1гульса. 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 6 - минимальный 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 отзосительное отклонение действительной дуги окружности от идеальной составляет соответственно 8, 6; 3,7;О,6 и5,9процента.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 на осях координат, в сче чики 2 и 3 по входам 24 и 25 заносят код соответствующий требуемому участку. Упра ление изменением кода осуществляю воздействием на триггер по входам 26 и 27 Изменение диаметра окружности осущест ляют изменением коэффициентов деления дел телей 14, 15, 16. При установке в делителях 14 и 15 неравных коэффициентов деления производят сжатие окружности в злшшс вдоль осей X и У. При интерполяции прямой линии на вход 31 элемента совпадения 8 подают запрещающий потенциал. В задающих счетчиках 2. к 3 по входам 24 и 25 устанавливают коды приращений А X и Д У. С выходов 22 и 23 снимают импульсные последовательности, число импульсов в которых про порционально кодам в задающих счетчиках, а также коэффициенту деления делителя 16 и обратно пропорционально коэффициентам деления делителей 14 и 15. С выхода ЗО снимают сигнал Конец интерполяции прямой. Таким образом, в предлагаемом устрой стве осуществляется линейная интерполяция и интерполяция окружности отрезками прямых линий. Интерполяция окружности п тоисходит по внутреннему, жесткому алгоритму и не требует запом-лнания и хгоследующего ввода дискретных значений функции синуса и косинуса. Формула изобретения Линейно-круговой интерполятор, содержащий основной и задающие счетчики, подключенные через двоичные умножители к первому и второму делителям частоты, а выход основного счетчика соединен с входом третьего делителя частоты, отличающийся тем, что, с не лью упрощения интерполяции, он содержит два дещифратора, триггер, элементы совпадения и задержки, причем выход третьего делителя частоты через последоБательио соединенные первый элемент совпадекия v: элемент гзадержки соединен с одним нз 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.

19