Цифровой экстраполятор

(515 О 06 Р 15/353 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Одесский политехнический институт(56)1. Авторское свидетельство СССРМ 503256, кл, 6 06 6 7/30, 1974.2. Авторское свидетельство СССР% 333571, кл, 6 06 6 7/52, 1968.3 . Авторское свидетельство СССРМ 694865, кл, 6 06 Р 15/20, 1977. Ы 1772805 А 1(54) ЦИФРОВОЙ ЭКСТРАПОЛЯТОР (57) Использование: в цифровых системах автоматического управления, в станках с ЧПУ. Цель: повышение точности экстраполяции за счет уменьшения дисперсии вы- ходного сигнала, Сущность изобретения: устройство содержит: 1 регистр(1), 2 сумматора (2,З) преобразователь 4 код-частота, реверсивный счетчик (5), информационный вход (6), тактовые входы 7,8, выход 9. Положительный эффект: возможность непрерывной обработки сложных профилей деталей на станках с ЧПУ, повышение надежности и износостойкости обрабатывающего инструмента. 1 ил,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано вцифровых системах автоматического управления, в станках с ЧПУ,Известен экстрапалятор, содержащийаналоговый сдвигающий регистр, интегрирующий усилитель, самабалансирующуюмостовую схему 1).Известен также экстрапалятар, содержащий квантовател ь, блок текущего среднего, вычислительный блок с памятью, блоквыработки шага квантования, блок вычисления экстраполируемой функции, блок ошибки, блок определения степениприблихсающего полинама 2).Известные устройства имеют сложнуютехническую реализацию. При высокой частоте входного сигнала применение подобных вычислительных процедур приводит кневысокой точности экстраполяции.Наиболео близким па технической сущности к изобретению является цифровойэкстраполятор, содержащий регистр памяти, вход которого соединен с информационным входом экстрапопятора, а выходподключен к первому входу элемента И, вто"рой вход которого соединен с тактовым входом экстрапалятара, выходпреобразователя код-частота подключен кпервому входу реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с информационным входом зкстраполятора, выходреверсивного счетчика является выходомзкстраполятора, а также параллельный сумматор, первый и второй входы которого саздинены соответственно с выходомэлемента И и информационным входом экстрапалятара, первый и второй выходы сумматора соединены соответственно стретьим и четвертым входами реверсивного. счетчика, третий выход сумматора подключен к выходу преобразователя кад-частата(Э),Недостатком известного устройства является скачкообразное изменение выходного кад устройства в узловой точке.Такай скачок обусловлен записью нового кода в реверсивный счетчик, посколькусуществует разность между текущим значением счетчика Ы и новым кодом Ип в узло. вой точке и,Скачкообразное изменение выходного кода устройства обуславливает увеличение дисперсии выходного сигнала, чта при работе известного устройства, например, в станках с ЧПУ приводит к увеличению шероховатости обрабатываемой поверхности, к повышенномуизносу обрабатывающего инструмента,Цель изобретения - повышение точности экстраполяции за счет уменьшения дисперсии выходного сигнала.Поставленная цель достигается тем, что 5 в цифровой экстраполятор, содержащий регистр, первый сумматор, преобразователь код-частота, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого является выходом экстрапаля тора, информационный вход которогоподключен к первому входу первого сумматора, тактовые входы регистра и преобразователя код-частота подключены соответственно к первому и второму такто вым входам экстраполятора, дополнительновведен второй сумматор, выход суммы которого подклачен к информационному входу преобразователя код-частота, прямой и инверсный выходы знака второго сумматора 20 соединены соответственно с вычитающим исуммирующим входами реверсивного счетчика, выход которого подклачен ко второму входу первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумма тора, информационный вход экстраполятбра соединен со вторым входом второго сумматора, кроме младшего разряда, со сдвигам влево на один разряд, младший разряд второго входа которого подключенк 30 шине логического нуля.Структурная схема экстраполятора приведена на чертеже.Цифровой экстрапалятор, содержащийрегистр 1, первый 2 и второй 3 сумматоры, 35 преобразователь 4 код-частота, выход которого соединен со счетным входам реверсивного счетчика 5, выход которого является выходам 9 зкстааполятара, информационный охад 6 которого подключен к информа цианнаму входу регистра 1, выход которогоподключен к первому входу первого сумматора 2, тактовые входы регистра 1 и преобразователя кад-частота 4 подкаочены соответственна к первому 7 и второму 8 45 тактовым входам экстраполятора, второйвыход суммы сумматора 3 подкиачен к информационному входу преобразователя код-частота 4, прямой и инверсный выходы знака второго сумматора 3 соединены саот ветственно с вычитающим и суммирующимвходами реверсивного счетчика 5, выход которого подквачен ко второму входу первого сумматора 1, выход которого подключен к первому входу второго сумматора 3, инфор мационный вход экстраполятора соединенса вторым входом второго сумматора 3, кроме младшего разряда, со сдвигам влево на один разряд, младший разряд второго входа которого подключен к шике логического нуля.1772805 Составитель С.СитниковТехред М.Моргентал Корректор Н,Ревская Редактор Заказ 3846 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Устройство работает следующим образом.На вход экстраполятора поступает кодйп, который подается на вход регистра памяти 1 и второй вход второго сумматора 3.На выходе регистра 1 после прихода тактоВОГО ИМПУЛЬСа ЗаПИСИ СфОРМИРОВаН КОД йп,поступающий на первый вход первого сумматора 2, где он суммируется с выходным кодомустройства Йп и подается на его второй вход.Во втором сумматоре 3 формируется кодЖ РаЗНОСтИ УДВОЕННОГО ВХОДНОГО КОДа Йп Икода сумматора 2:Ьо =2 йп - (йп+ Йп), (1)Код 2 йп образуется в результате поступления кода на входы второго сумматора 3 сосдвигом влево на один разряд, а на младший его разряд подается логический ноль.Преобразователь 4 из кода разности Мформирует частоту следования импульсов,Выходная частота преобразователя определяется выражением1= 2 1 о Ьп, (2)где 1 о - тактовая частота по входу 8;К - разрядность кода.Частота с выхода преобразователя 4 подается на счетный вход счетчика 5, управляющие входы которого подключены ковторым и третьим выходам второго сумматора 3., В зависимости от знака разности.М реверсивный счетчик производит суммирование или вычитание поступающих насчетный вход импульсов.Принцип работы устройства основан навведении поправки:,Ь= Йп - йп, (3)где Йп - новый входной код в узловой точкеи;Йп - тЕКУЩИй ВЫХОДНОЙ КОД УСтРОйСтВав узловой точке и,Для исключения разности выходного кодаэкстраполятора новое приращение формируется с учетом поправки (3):Ьй" й +Ьп -(йп - Йп)+(йп-йп )=2 йп(Йп+ Йп ).Например, если в прототипе значениеА,СООтВЕтСтВУЕт ВЫРажЕНИЮ Ьп - йп-йп.то на выходе устройства в узловой точке и+1код будет равен: йп+1 = йп+ Ьп. В узловой точке п+1 появится новое значение й,+1,которое запишется в реверсивный счетчик,т,е. на выходе устройства произойдет скаЧОК, раВНЫй; Ьп+1 = Йп+1 - йп+1,5 Для устранения такого скачка в выходном коде экстраполятора вводится поправка (3) и формируется приращение А, Тогдав узловой точке и+1 работа устройства продОЛжаЕтСя СО ЗНаЧЕНИЕМ йп+1, а НЕ КаК В10 прототипе со значением йп+1: йп+1"йп++Ь.Таким образом, за счет продолженияЭКСтРаПОЛЯЦИИ Из ТОЧКИ Йп С НОВЫМ ПРИРащением Ьй, исключается раэрывность вы 15 ходного кода устройства, что приводит кповышению точности экстраполяции за счетуменьшения дисперсии выходного сигнала.Формула изобретенияЦифровой экстраполятор, содержащий20 регистр, первый сумматор, преобразователь код-частота,.выход которого соединенсо счетным входом реверсивного счетчика,выход которого является выходом экстраполятора, информационный вход которого25 пОдключеН к информационному входу регистра, выход которого подключен к первомувходу первого сумматора, тактовые входырегистра и преобразователя код-частотаподключены соответственно к первому и30 второму тактовым входам зкстраполятора, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности экстраполяции эа счетуменьшения дисперсии выходного сигнала,в экстраполятор дополнительно введен вто 35 рой сумматор, выход суммы которого подключен к информационному входупреобразователя код-частота, прямой и инверсный выходы знака второго сумматорасоединены соответственно с вычитающим и40 суммирующим входами реверсивного счетчика, выход которого подключен к второмувходу первого сумматора, выход которогоподключен к первому входу второго сумматора, информационный вход экстраполято 45 ра соединен с вторым входом второгосумматора, кроме младшего разряда. сосдвигом влево на один разряд, младший. разряд второго входа которого подключен кшине логического нуля,50