Линейно-круговой интерполятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СООИАЛИСТИЧЕСК 952 ЕСПУБЛИК%44литехническийой Октябрьской нститут оциалиьство ССС /18, 1974, ьство ССС 9/18, 1985 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетелВ 500518, кл, 6 05 В 19Авторское свидетелМ 1302241, кл. 6 05 В 1 Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками.Цель изобретения - уменьшение аппаратурных затрат и повышение быстродейст-.вия,На чертеже изображена структурнаясхема устройства.Устройство содержит регистр 1 вводазаданного коэффициента, умножители 2 и 3,регистры 4-7 записи координат, сумматоры8 и 9, регистры 10 и 11 хранения результатаи выходы 12 и 13 координатных каналовлинейно-кругового интерполятора. Управляющие входы регистров 1, 4 - 7, 10 и 11соединены с тактирующим входом 14 устройства.Устройство работает следующим обра(54) ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками. Целью изобретеНия является уменьшение аппаратных затрат и повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в состав линейно-кругового интерполятора, содержащего регистр ввода заданных коэффициентов и в каждом координатном канале первый регистр записи координат, умножитель и сумматор, введены второй регистр записи координат и регистр хранения результата. 1 ил. Перед началом вычислений координат(+1)-й точки в регистр 1 заносится значениекоэффициента К, а в регистры 4(5) и 6(7) аранее вычисленные координаты двух пред- Обшествующих точек траектории Х(У) иХ 1-1(Уи) соответственно. (ЯВ исходном состоянии в регистры 4(5)записаны координаты точки, отстоящей навеличину шага интерполяции й от точки на- Очала кадра,Координаты точки начала кадра заносягся е регистры б(7), т.е, они обнуяяютсяф(цепи установки начальных значений регистров 1, 4, 5, 6, 7 условно не показаны).Вычисление координат коэффициентов .производится согласно следующим предпосылкам,Обозначим через й величину шага интерполяции некоторой кривой у = 1(х).Считаем заданными (полученными на предыдущем этапе) координаты точек А(Х 0, Уо) иВ(Х 1, У 1), лежащих на кривоЙ на расстоянииЬ друг от друга, координаты точки А(Хо, У,)совмещаются с началом координат,При интерполяции участка кривой необходимо вычислить координаты точек, лежащих на у =т(х) на расстоянии Ь друг от друга.В данном случае, считаем А- начальнойточкой, совпадающей с началом координат.Поедположим, что А и С являются точками пересечения окружности И радиусоми с центром в точке В и кривой у = 1(х).Тогда координаты точки С(Х 2, Уг) можнополучить, решив систему уравнений:- для линейной интерполяцииУ=1 х(1)- для круговой интерполяциих 2+ у 2 = В 2(х-х 1) +(у-у 1) = и (2)где В - радиус интерполируемой окружности;1 - коэффициент интерполируемой прямой,Выполнив в системах (1) и (2) подстановку первого уравнения во второе, например,для линейной интерполяции, получают квадратное уравнение;х - 2 хх 1 - х 1 - --- = О,2 2(3)1 +кПо теореме Виетах 2 = 2 х 1- хоРешая систему (1) относительно У,имеУ 2 2 У 1 Уо (5)Те же действия для коуговой интерполяции дают выражениях 2- 2(1, - и 12 В х 1 - хо, (6)У 2 = 2(1 - и /2 К ) У 1- Уо (7)Для получения координат точек, следующих за С, необходимо сдвинуть на величину и центр окружности О вдоль кривой ирешить систему уравнений (1) либо (2), взависимости от вида интерполяции,Таким Образом, для определения накаждом шаге интерполяции координат(+1)й точки, необходимо выполнить следующиевычисления:(8)У+1 = К% - Уь 1,где К - коэффициент,для линейной интерполяции К =- 2; для круговой интерполяции,гК = 2(12 2Выходы регистра 1 заданного коэффициента находятся в высокоимпедансном состоянии, выходы регистров 4(5) и 6(7) - вактивном,По положительному перепаду тактирующего сигнала на входе 14 устройгтва вь ходы регистра 1 заданного коэффициентапереводятся в активное состояние и на его5 выходах появляется значение коэффициента К, которое умножается на умножителе2(3) на содержимое регистра 4(5), таким образом, на выходах умножителя 2(3) формируется произведение КХ(КУ), которое10 поступает на первые входы сумматора 8(9),на вторых входах сумматора 8(9) присутствует содержимое регистра 6(7), в результатена выходе сумматора 8(9) формируется значение КХ - Хь 1(КУ 1 - Уь 1), равное Х+1(%+1).15 Затем по отрицательному перепаду тактирующего сигнала вычисленное значениеХ+1(%+1) фиксируется в регистре результатаи поступает на соответствующий выход20 12(13) устройства, а также одновременно сэтим Х+1(У+1) записывается в регистр 4(5),предыдущее значение которого переписывается в регистр 6(7),Устройство готово к вычислению коор 25 динат следующей точки,Длительность тактирующего сигнала14, определяется требуемым темпом поступления координат,Формула изобретения30 Линейно-круговой интерполятор, содержащий регистр ввода заданных коэффициентов и в каждом координатном канале первыйрегистр записи координат, умножитель и сумматор, первая группа входов которого соеди 35 нена с группой выходов умножителя, перваягруппа входов которого соединена с разрядными выходами регистра ввода заданныхкоэффициентов, вторая группа входов - сразрядными выходами пеового регистра за 40 писи координат, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения аппаратных затрати повышения быстродействия путем изменения алгооитма работы интерполятора, в каждый координатный канал введены второй45 регистр записи координат и регистр хранениярезультата, группа информационных входовкоторого подключена к разрядным выходамсумматора и группе информационных входовпервого регистра записи координат, рэзряд 50 ные выходы которого соединены с группойинформационных входов второго регистра записи координат, разрядные выходы которогоподключены к второй группе входов сумматора,управляющие записью входы регистра ввода за 55 данных коэффициентов и в каждом канале первогои второго регистров запиСи координат и регистрахранения результата соединены с тактирующимвходом линейно-кругового интерполятора,информационными выходами которого являютсяразрядные выходы регистров хранения результата каждого координатного канала.Составитель И. Ш вец дактор Л.Пчолинская Техред М,Моргентал Корректор С.Черни аказ 4161 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101