Круговой интерполятор

(23) П риоритет - Опубликовано 05 А 2.80. Дата опубликования опи яэРстннняьй кшнтетСОВРМюа азвфетеннйн Отнритнк юллетеиь М иия 10,02.8(72), Авторы изобретения веев, В, М. Трусфус, В. М Марда вин и занский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А, Н. Туполева 4) КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТО 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 функпиональные 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, ивторой координатный регистр 21,Такой интерполятор. аппроксимируетокружность ступенчатой линией, состоящей из единичных приращений по направлениям осей координат,Точность работы такого интерполятора недостаточна.Цель изобретения - повышение точности работы интерполятора - достигаетсятем, что в него введены коммутатор,второй блок вентилей и реверсивный счетчик. Первый вход счетчика подключен квыходу первого блока вентилей, второй13и третий входы - к третьему и четвертому выходам блока управления соответственно, а выход - ко второму входу блокауправления. Пятый и шестой выходы блока управления соединены соответственнос первым входом второго блока вентилейи с первым входом коммутатора, подсоединенного вторым входом к первомувыхопу второго координатного регистра, аВыходом - к третьему входу сумматораоценочной Йункции, третий, 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, в третий выход и вход - с третьим входом и восьмым выходом блоке управления соответственно.Интерполятор аппроксимирует окруж О ность с произвольным, не обязательно .кратным шагу квантования, радиусом, что позволяет уменьшить ошибку интерполяции за счет округления. Точность аппроксимации заданной окружности повьппена зе счет вычисления оценочной функции в системе координат, смещенной относительно системы, в которой строится аппроксимирующая линия. Если обозначим Р - заданный (неквантованный) Ж радиус окружности, а Й, - ближайшееКквантованное значение, то смешение по осям составит соответственно - (О,б + фью)и (0,8 - Ьй)пгде - шаг квантования, а ьй=й-Р у.2 ЯСделав необходимые преобразования и допустимые упрощения получимр что при шага по первой осиоценочная функция О, =О"-2 Ч +Яе при шаге по втоФ рой оси Х О=0 ф 2 Х;+,где- число шагов но оси , , - число шат ов пооси Х, а начальное значение оценочной функции .о наиболее просто вычисляется в точке на одной из осей Оо=-Р - О 2 ьР) Яа чертеже представлена структурнаясхеме кругового интерполятора,Сн содержит сумматор оценочнойфункции 1, первыи 2 и второй 3 координатные регистры, первый блок вентилей 4, коммутатор 5, реверсивный счетчик 6, второй блок вентилей 7 и блокуправления 8.Интерполятор работает следующимобразом,В исходном состоянии в регистр 3занесено отрицательное значение радиуса - % (в дополнительном коде), сумматор 1, регистр 2 и счетчик 6 находятся в нулевом состоянии.В первом такте с выхода регистра 3на счетчик 6 заносится значение - Яв сумметор 1 с выхода регистра 6 заносится содержимое остальных разрядов и, если в старшем разряде - .ЬЙ(на третьем вь 1 ходе регистра 3) находится нуль, из сумматора 1 по четвертому входу вычитдется единице из 56 4(О + 1) -го разряда, где 11 - число разрядов аК. Таким образом заносится значение - ЯйВ следующем такте прибавляется, ес -ли в старшем разряде - дЪ сумматора1 находится единица, или вычитается если - нуль содержимое регистра 3, сдвинуто в сторону младших разрядов на,прибавлением инвертированного содержимого регистра 3 к содержимому сумма-тора 1 и добавлением единицы в егомладший разряд - нв первый вход). Одновременно производится прибавлениеединицы в счетчик 6, если в старшемразряде ЬЙ находится единице, или вычитание, если тем находится нуль.Аналогичные такты повторяются дообнуления счетчика 6. Зетек в каждомтакте при единице в знаковом разрядесумматора 1 происходит прибавлениесодержимого регистра 2, сдвину. о наодин разряд в сторону старших (т.,умноженного нв два) к содержимомусумматора 1, прибавление единицы емладший разряд регистра 2 в ( +2).-разряд сумматора 1 (на пятый вховыдача сигнала единичного приращеняпо оси Х. При нуле в знаковом разрядесумматора 1 происходит прибавление содержимого регистра 3, сдвинутого наодин разряд в сторону старших разрядов,прибавление единицы в ( п + 1)-й разрядрегистре 3 и (И+2)-й разряд сумматора 1 и выдача сигнала единичного приращения по оси У . При прибавленииудвоенного значения содержимого регистре 3 к содержимому сумматора 1не его (+ 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 2 (1+1/2 ) /2, причем повышение точности достигается без 1 меньшения шага интерполяции, которое связано с резким снижением быстродействия.При аппроксимации окружности с кввнтованным радиусом ошибка интерполяции не превышает величины Д (2 и является минимально возможной,Формул а 5 71изобретения Круговой интерполятор, содержащий сумматор оценочной функции, выход и первый вход которого подключены соответственно к первому входу и первому выходу блока управления, а второй входк 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 щ и й с я 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 четверому выходам блока управления соответственно, а выходко второму входу блока управления, пятый и шестой выходы которого соедине 4356ны соответственно с первым входом второго блока вентилей и с первым входомкоммутатора, подсоединенного вторымвходом к первому выходу второго координатного регистра, а выходом - ктретьему входу сумматора оценочнойфункции, третий, четвертый и пятыйвходы которого подключены соответственно к шестому, седьмому и первому вы ходам блока управления, причем второйвыход второго координатного регистрасоединен со вторым входом второго блока вентилей, а третий выход и вход -с третьим входом и восьмым выходом 1 Б блока управления соответственно.Источники информации,принятые во внимание приэкспертизе1. Авторское свидетельство СССР то % 401964, кл. 805 В 19/18, 1973.2. Агурский М, С. и др, Числовоепрограммное управление.М., "Машиностроение, 1966, с, 178-179 (прототип).ЬХСоставитепь 8. КошкинРедактор Л. Утехина Техред О, Легеза Корректор Т. СквоЗаказ 9286/44 Тираж 956 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская нвб., д. 4/5лиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4