Круговой интерполятор

 

Союз Советсинк

Соцнвпнстнчесинх респубпни

ОЛИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 23.05. 77 (21) 248 9481/18-24 с присоединением заявки М— (23) П риоритет—

6кудеретеапвй кеметет сФВР ее лелен ееееретеннй

II етерытнй

Опубликовано 05Я2.80. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 10.02.80 (72), Авторы изобретения

B. Б. Матвеев, В. М. Трусфус, В. М. Литвин и Д. М. Марданова

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. A. Н. Туполева (71) Заявитель (54) КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к области вы» числительной техники и может быть использовано в системах программного управления и построителях графической информации.

Известен интерполятор (1), работающий по методу оценочной функции и содержащий сумматор, координатные регистры, блок управления и блоки вентилей.

Недостатком такого интерполятора являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является круговой интерполятор, содержащий сумматор оценочной функции, выход и первый вход которого подключены соответственно к первому входу и первому выходу блока управления, а второй вход — к выходу первого блока вентилей, соединенного первым входом с выходом первого координатного регистра, вход которого и второй вход первого блока вентилей подключены ко второму выходу блока управления, и второй координатный регистр (2).

Такой интерполятор. аппроксимирует окружность ступенчатой линией, состоя% шей из единичных приращений по направлениям осей координат.

Точность работы такого интерполятора недостаточна.

Цель изобретения — повышение точности работы интерполятора - достигается тем, что в него введены коммутатор, второй блок вентилей и реверсивный счетчик. Первый вход счетчика подключен к выходу первого блока вентилей, второй

15 и третий входы — к третьему и четвертому выходам блока управления соответственно, а выход — ко второму входу блока управления. Пятый и шестой выходы блока управления соединены соответственно с первым входом второго блока вентилей и с первым входом коммутатора, подсоединенного вторым входом к первому выхс ду второго координатного регистра, а

Выходом — к третьему входу сумматора оценочной йункции, третлй, четвертый » пятый входы которого подключены соответственно к шестому, седьмому и первому выходам блока управления. Второй выход второго координатного регистра соединен с вторым входом второго блока вентилей, а третий выход и вход — с третьим входом и восьмым выходом блоке управления соответственно.

Интерполятор аппроксимирует окружность с произвольным, не обязательно .кратным шагу квантованля, радиусом, что позволяет уменьшлть ошибку интерполяции за счет округления. Точность аппроксимации заданной окружности повышена за счет вычисления оценочной функции в системе координат, смещенной относительно системы, в которой строится аппроксимирующая линия. Если обозначим P — заданный (неквантованный) радиус окружности, а Й, - — ближайшее

К квантованное значение, то смещение по осям составит соответственно - (О,5 +

+ай ) д и (0,8 — AR)И, где Q- шаг квантованея B: ЬР ) д .

2Я Сделав необходимые преобразования и допустимые упрощения, получим, что при шаге по первой оси f оценоч>лая функция О, =М„"-2Ч +Я„ е при шаге по второй оси О„ q j "0„>+2Х;+, где - число шагов но оси g, >> - число шат ов vo оси Х, а начальное значение оценочной функ ции >.>о наиболее просто вычисляется в точке на одной из осей Оо=-Ро О.>2ьР) На чертеже представлена структурная схеме кругового интерполятора.

Сн содержит сумматор оценочной функции 1, первый 2 и второй 3 координатные регистры, первый блок вентилей 4, коммутатор 5, реверсивный счетчик 6, второй блок вентилей 7 и блок управления 8.

Интерполятор работает следующим образом.

В исходном состоянии в регистр 3 занесено отрицательное значение радиуса — R (в дополнительном коде), сумматор 1, регистр 2 и счетчик 6 находятся в нулевом состоянии.

В первом такте с выхода регистра 3 на счетчик 6 заносится значение - Q в сумметор 1 с выхода регистра 6 заносится содержимое остальных разрядов и, если в старшем разряде —.ЬЙ (на третьем выходе регистра 3) í,ходится нуль, из сумматора 1 по четвертому входу вычитается единица из

56 4 (И + 1) -ro разряда, где h — число разрядов aR. Таким образом заносится значение — R

B следующем такте прибавляется, ес— ли в старшем разряде — дЪ сумматора

1 находится единица, или вычитается если — нуль содержимое регистра 3, сдвинуто в сторону младших разрядов на (p -1) разряд (вычитание производится прибавлением инвертированного содержимого регистра 3 к содержимому сумма- тора 1 и добавлением единицы в его младший разряд — на первый вход). Одновременно производится прибавление единицы в счетчик 6, если в старшем разряде AQ находится единица, или вычитание, если тем находится нуль.

Аналогичные такты повторяются до обнуления счетчика 6. Зетек в каждом такте при единице в знаковом разряде сумматора 1 происходит прибавление содержимого регистра 2, сдвину- о на один разряд в сторону старших (т.е, умноженного на два) к содержимому сумматора 1, прибавление единицы е младший разряд регистра 2 в (<+2)--;». разряд сумматора 1 {на пятый вхо, . выдача сигнала единичного приращен я по оси Х. При нуле в знаковом разряде сумматора 1 происходит прибавление содержимого регистра 3, сдвинутого на один разряд в сторону старших разрядов, прибавление единицы в (И + 1)-й разряд регистре 3 и (+2)-й разряд сумматора 1 и выдача сигнала единичного приращения по оси (. При прибавлении удвоенного значения содержимого регистра 3 к содержимому сумматора 1 не его (И+ 1) младшие разряды с коммутатора 5 подаются единицы.

Выше описана работа интерполятора по упрощенной оценочной функции> однако, при необходимости он может работать по оценочной функции, полученной в общем виде.

Точность работы предложенного интерполятора повышена. Ошибка интерполяции в общем случае не превышает величины % Г2(1+1/2 ) /2, причем повышение точности достигается без >меньшения шага интерполяции, которое связано с резким снижением быстродействия.

При аппроксимации окружности с квентованньпл радиусом ошибка интерполяции не превышает величины Д(2 и является минимально возможной.

Формул а

5 71 изобретения

Круговой интерполятор, содержаший сумматор оценочной функции, выход и первый вход которого подключены соответственно к первому входу и первому выходу блока управления, а второй вхадк выходу первого блока вентилей, соединенного первым входом с выходом пер- вого координатного регистра, вход которого и второй вход первого блока вентилей подключены ко второму выходу блока управления, и второй координатный регистр, о т л и ч а ю ш и и с s тем, что, с целью повышения точности работы интерполятора, в него введены коммутатор, второй блок вентилей и реверсивный счетчик, первый вход которого подключен к выходу первого блока вентилей, второй и третий входы - к третьему и четвер ому выходам блока управления соответственно, а выходко второму входу блока управления, пятый и шестой выходы которого соедине4356 ны соответственно с первым входом второго блока вентилей и с первым входом коммутатора, подсоединенного вторым входом к первому выходу второго координатного регистра, а выходом - к третьему входу сумматора оценочной функции, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к шестому, седьмому и первому вы30 ходам блока управления, причем второй выход второго координатного регистра соединен со вторым входом второго блока вентилей, а третий выход и вход— с третьим входом и восьмым выходом блока управления соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

2о % 401964, кл. G05 В 19/18, 1973.

2. Агурский М. С. и др. Числовое программное управление. М., "Машиностроение, 1966, с. 178-179 (прототип).

ЬХ

Составитепь B. Кошкин

Редактор Л. Утехина Техред О. Легеза Корректор 1 ° Скворцова

Заказ 9286/44 Тираж 956 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4