Линейно-круговой интерполятор
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 2 Н 4 С 05 В 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ Н АВТОРСНОМУ ипо ьство ССС 9/18, 198 йХ КИ 1 КИ 2Фие,1.(57) Изобретение относится к техникеавтоматического управления и можетбыть использовано в системах числового программного управления технологическим оборудованием. Цель изобретения - повышение быстродействияинтерполятора за счет коррекции кодастаршего значащего разряда в процес1462250 се интерполяции по изменению номера старшего значащего разряда максимальной текущей координаты. Линейно- круговой интерполятор содержит генератор импульсов 5, ключ 6, элемент НЕ 7, элемент И 8, блок нормализации 4, блок 1 коррекции кода нормализации и по каждой координате счетчик 9, элемент И 2, элемент ИЛИ 11, первый и второй. формирователи импульсов 14,Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах числового программного управления,Цель изобретения - повышение быстродействия,линейно-кругового интерполятора за счет коррекции кодастаршего значащего разряда в процессе интерполяции по изменению номерастаршего значащего разряда максималь"ной текущей координаты.На фиг. 1 представлена функциональная схема линейно-кругового интерполятора; на фиг. 2 - Функциональная 15схема блока коррекции кода нормализации; на фиг. 3 - Функциональнаясхема блока нормализации; на фиг, 4 вариант выполнения функциональнойсхемы накапливающего сумматора; на 20фиг. 5 - вариант выполнения функциональной схемы реверсивного счетчика.Линейно-круговой интерполятор(фиг 1) содержит блок 1 коррекциикода нормализации, элементы И 2 и 3, 25блок 4 нормализации, генератор 5 импульсов, ключ НЕ 7, элемент И 8,счетчики 9 и 10, элементы ИЛИ 11и 12, формирователи 13-16, триггеры17 и 18, мультиплексоры,19 и 20, на- ЗОкапливающие сумматоры 21 и 22, реверсивные счетчики 23 и 24.Блок 1 коррекции кода нормализации (фиг. 2) содержит первый и второй мультиплексоры 25 и 26, второй,третий, четвертый, пятый и первый35элементы И.27-31, первый и второйэлементы ИЛИ 32 и 33, первый и второй элемент ИЛИ-НЕ 34 и 35, первыйи второй формирователи 36 и 37 импульсов. 13, триггер 17, мультиплексор 19, накапливающий сумматор 21 и реверсивныйсчетчик 23. Данный интерполятор позволяет повысить быстродействие вдва раза, а возможность анализа состояния старшего значащего разряда влюбом разряде счетчика текущей координаты создает удобство для использования микросхем средней интеграции,1 з,п. Ф-лы, 5 ил. 2Блок 4 нормализации (Фиг, 3) содержит элемент ИЛИ 38, генератор 39 импульсов, ключ 40, сдвиговый регистр 41, реверсивный счетчик 42. Каждый из накапливающих сумматоров 21 и 22 (фиг. 4) содержит счетчик 43, линию 44 задержки, комбинационный сумматор 45, элементы И 46 и 47. Каждьпг из реверсивньгх счетчиков 23 и 24,(фиг.5) содержит счетчик 48, элементы И 49 и 50.Интерполятор может работать в режимах линейной и круговой интерполяциии.В режиме линейной интерполяции интерполятор работает следуюпщм образом.Из блока задания программы (не показан) исходная информация распределяется: ЬХ заносится в счетчик 9, в реверсивном счетчик 23; У ч в счетчик 10 и в реверсивный счетчик 24; в блок 4 нормализации заносится код номера старшего значащего разряда К.Мультиплексоры 19 и 20 подключают выход одного из разрядов накапливающих сумматоров 21 и 22 к входам триггеров 17 и 18, Номер подключенного разряда равен К+1. В режиме линейной интерполяции сигналы с выхода элементов И 2 и 3 на счетный вход реверсивных счетчиков 23 и 24, с выходов первых разрядов реверсивнык счетчиков 23 и 24 на счетный вход накапливающих сумматоров 21 и 22,с первого,второго и третьего выходов блока 1 коррекции кода нормализации на входы элементов И 2 и 3, на входы "-" и "+" блока 4 нормализации не посту 1462250пают, так как отсутствуют сигналы КИ 1 и КИ 2 (круговая интерполяция по часовой стрелке КИ 1 и круговая интерполяция против часовой стрелки, КИ 2), При отсутствии сигналов КИ 1 и КИ 2 закрыты элементы Й 27-30, 46, 47, 49, 50 (фиг. 2, 4, 5).Сигнал ненулевого состояния счетчиков 9 и 10 через элементы И 8 и НЕ 7 открывает ключ 6 и пропускает тактовые импульсы с генератора 5 на стробирующие входы триггеров 17 и 18 и накапливающих сумматоров 21 и 22. С приходом кйждого тактового импульса накапливающие сумматоры 21 и 22 суммируют содержимое реверсивных счетчиков 23 и 24, При этом состояние К+1 разряда каждого накапливающего сумматора 21 и 22 через мультиплексоры 19 и 20 фиксируется на триггерах 17 и 18. Так как в разрядах с номером большим, чем К, в реверсивных счетчиках 23 и 24 записаны нули, то изменение состояния К+1 разряда накапливающих сумматоров 21 и 22 является признаком переполнения К-го старшего значащего разряда. Импульсы переполнения формируются формирователями 13 и 15 при изменении состояния триггеров 17 и 18 с "0" на "1" и формирователями 14 и 16 при изменении состояния триггеров 17 и 18 с "1" на "0" и поступают через ,элементы ИЛИ 11 и 12, И 2 и 3 на счетные входы счетчиков 9 и 10 и на выход интерполятора.По достижению нулевого состояния счетчиков 9 и 10 по цепи элемент И 8- элемент НЕ 7 закрывается ключ 6. Обработка участка линейной интерполяции закончена.Б режиме круговой интерполяции исходная информация из блока задания распределяется следующим образом: Ь Х заносится в счетчик 9; ЬУ - в счетчик 10; У - в реверсивный счетчик 23; Х - в реверсивный счет-чик 24; в блок 4 нормализации записывается код номера старшего значащего разряда К. Кроме того, в интерполятор поступают сигналы КИ 1 или КИ 2, которые определяют направление круговой интерполяции.Суммирование содержимого реверсивных счетчиков 23 и 24 на накапливающих сумматорах 21 и 22 и выделение переноса на триггерах 17 и 18, формирователях 13-16, элементахИЛИ 11 и 12 осуществляются аналогично линейной интерполяции.При круговой интерполяции разрешено прохождение сигналов с выходов элементов 2 и 3 на счетный вход реверсивных счетчиков 23 и 24; с выходов первых разрядов реверсивных счетчиков 23 и 24 на счетный вход накапливающих сумматоров 21 и 22; с 5 10 пер вог о, второго и третьего выходов блока 1 коррекции кода нормализации на входы элементов И 2 и 3; входы "-" и "+" блока 4 нормализации, так 15 как при наличии сигналов КИ 1 или КИ 2 открываются элементы И 27-30, 46, 47, 49, 50 (фиг. 2, 5),Импульсы переполнения с элементов И 2 и 3 поступают на счетный вход реверсивных счетчиков 23 и 24, изменяя содержимое счетчиков каждый раз на единицу. При наличии сигнала КИ 1 содержимое реверсивного счетчика 23 увеличивается, содержимое реверсив 20 25 ного счетчика 24 уменьшается, При наличии сигнала КИ 2 содержимое счетчика 23 уменьшается, а счетчика 24 - увеличивается, Это может привести к изменению номера старшего значащего разряда, по которому определяется 30 код нормализации. Поэтому сигналы свторого и третьего выходов блока 1коррекции кода нормализации поступают на входы "-" и "+" блока 4 нормализации и изменяют величину кода 35 старшего значащего разряда.Первый выход блока 1 коррекции кода нормализации подключен к элементам И 2 и 3; закрывают цепь перено са с накапливающих сумматоров 21 и 22в момент изменения кода старшего значащего разряда. Кроме того, для компенсации погрешности радиуса прикруговой интерполяции каждый второй 45 импульс переполнения, снимаемый спервого разряда реверсивных счетчиков 23 и 24, подается на счетныйвход накапливающих сумматоров 21 и 22.При наличии сигнала КИ 1 содержимоенакапливающего сумматора 21 уменьшается на единицу, а накапливающегосумматора 22 увеличивается на единицу на каждый второй импульс переполнения, При наличии сигнала КИ 2 содержимое накапливающего сумматора 21увеличивается на единицу, а накапливающего сумматора .22 уменьшается наединицу на каждый второй импульс переполнения.Процесс круговой интерполяциизавершается после того, как содержимое счетчиков 9 и 10 обнуляется.Блок 1 коррекции кода нормализации (фиг. 2) работает следующим образом.Код старшего значащего разряда,поступающий из блока 4 нормализации,подключает к выходам мультиплексоров 25 и 26 разряды реверсивных счетчиков 23 и 24, номер которых соответствует номеру старшего значащегоразряда максимальной начальной координаты. При круговой интерполяциисоотношения между координатами могут быть следующими; х )у, х = у,хсу,Подробную работу блока коррекциикода нормализации рассмотрим дляслучая х у.При интерполяции по часовой стрел.ке (КИ 1) текущее значение х увеличивается, Если содержимое старшегозначащего разряда реверсивного счетчика 23 изменяется с "1" на "0", тоэтот отрицательный перепад с выходапервого мультиплексора 25, черезэлементы И 29, ИЛИ 33 поступает навход формирователя 37, который форми. рует импульс, поступающий на вход,кода старшего значащего разряда уве-.личивается на единицу,При интерполяции против часовойстрелки (КИ 2) текущее значение хуменьшается, Если содержимое старшего значащего разряда реверсивногосчетчика 23 изменяется с "1" на "0",то этот отрицательный перепад с выхода первого мультиплексора 25, черезэлементы И 27, ИЛИ 32, И 31 поступаетна вход формирователя 36, которыйформирует импульс, поступающий навход ".-" блока 4 нормализации. Величина кода старшего значащего разряда уменьшается на единицу,Для случая хс у блок коррекциикода нормализации работает аналогичным образом, только изменение значения старшего значащего разряда снимается с выхода второго мультиплексора 26 через элемент И 30 или элемент И 28,В случае х = у изменения старшегозначащего разряда происходят в обоих реверсивных счетчиках 23 и 24,Поэтому прохождение сигнала на уменьшение кода нормализации через эле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мент И 31 запрещается сигналом на увеличение кода нормализации с элемента ИЛИ-НЕ 34.Сигнал с элемента ИЛИ-НЕ 35 за- . прещает прохождение импульсов переполнения через элементы И 2 и 3 при изменении кода нормализации. В блоке 4 нормализации (фиг. 3) код старшего значащего разряда записывается на реверсивный счетчик 42. Значение кода старшего значащего разряда в процессе интерполяции может изменяться по входу "+" в сторону увеличения и по входу "-" через элемент ИЛИ в сторону уменьшения. Если же код старшего разряда в блоке задания программы отсутствует, то в блок 4 нормализации на сдвиговый регистр 41 записывается Ьх, 6 у для линейной интерполяции и хи у для круговой интерполяцииТак как в регистре 41 его выходы соединены с вторым информационным входом, то после записи кодов х, Ду(х, у) в нем образуется код числа, равный йхчау(хту) .Обнуление регистра 41 и реверсивного счетчика 42 осуществляется каждый раз из блока задания программы перед вводом очередного кадраКод старшего значащего разряда формируется на реверсивном счетчике 42 следующим образом, Нулевое значение старшего разряда регистра 41 и сигнал "Конец ввода" открывают ключ 40. Импульсы с генератора 39 поступа ют на стробирующий вход регистра 4 1 и через элемент ИЛИ 38 на счетный вход реверсивного счетчика 42. Каждый импульс генератора 39 сдвигает информацию в регистре 41 на один . разряд и уменьшает на единицу содержимое счетчика 42. При появлении в старшем разряде регистра 41 единицы ключ 40 закрывается. В счетчике 42 ф сформирован код номера старшего разряда.Накапливающие сумматоры 21, 22 (фиг. 4) работают следующим образом.Первоначально на выходе комбинационного сумматора 45 стоит код числа, поступающий на первый вход с реверсивных счетчиков 23 и 24 (счетчик 43 обнулвн), С приходом импульса на стробирующий вход, код числа с комбинационного сумматора 45 записывается в счетчик 43 и через линию 44 задержки передается на второй вход комбинационного сумматора 45.7 1462250 8Линия задержки задерживает подачу третий выход блока коррекции кодакода на второй вход на время действия нормализации, первый управляющий входстробирующего импульса. Теперь на которого подключен к выходу блокавход счетчика 43 подается сумма н ормали зации, а и ер вый и вт ор ой инкодов чисел, подаваемых на первый формационные входы подключены к вьги второй входы комбинационного сум- ходам реверсивных счетчиков коордиматора 45. нат Х и У соответственно, второйС приходом следующего имнульса и третий управляющие входы блокана стробирующий вход этот код пере коррекции кода нормализации являютсяписывается в счетчик 43. Таким об- входами направления круговой интерразом, в счетчик 43 при каждом по- поляции,ступлении импульса строба записывает, Интерполятор по и, 1, о т л ися код суммы числа, подаваемого на ч а ю щ и й с я тем, что блок корпервый вход, и числа, записываемого 15 рекцни кода нормализации содержитв счетчик 43 по предыдущему стробиру- первый и второй мультиплексоры, перющему импульсу. вый, второй, третий, четвертый, пятКроме того, содержимое счетчика тый элементы И, первый и второй эле 43 может изменяться на +1. Сигналы менты ИЛИ, первый и второй элементынд изменения содержимого счетчика по ИЛИ-НЕ, первый и второй формировате 9ступают с элементов И 46 и 47 при ли импульсов, выходы которых являютсяналичии сигнала на счетном входе и соответственно вторым и третьим вьгсоответствующих сигналов КИ 1 или КИ 2. ходами блока коррекции кода нормалиЭто изменение происходит по заднему зации и подключены к входам второгофронту стробирующего импульса, т.е, 25 элемента ИЛИ-НЕ, выход которого явпосле записи в счетчик 43 кода числа ляется первым выходом блока, входс выхода комбинационного сумматора 45, первого формирователя импульсовподРеверсивные счетчики 23 и 24 ключен к выходу первого элемента И,(фиг5) изменяют свое содержимое первый вход которого подключен к вьгна +1 при наличии соответствующего З 0 ходу первого элемента ИЛИ, а второйсигнала КИ 1 или КИ 2 и сигнала на вход подключен к выходу первого элесчетном входе. Сигнал КИ 1 открывает мента ИЛИ-НЕ, первый вход которогоэлемент И 49, а сигнал КИ 2 - элемент подключен к выходу второго элементаИ 50. ИЛИ, а второй вход - к выходу вто 35рого формирователя импульсов, входФ о р м у л а и 3 о б р е т е н и я которого подключен к выходу второго1, Линейно-круговой интерполя- элемента ИЛИ, входы первого и втотор по авт. св. У 1312530, о т л и - Рого элементов ИЛИ подключены к вьгч а ю щ и й с я тем, что, с целью ходам второго, третьего, четвертогоповышения быстродействия, в него . 40 и пятого элементов И соответственно,введен блок коррекции кода нормали- . выход первого мультиплексора подклюзации и по каждой координате в раз- чен к первому входу второго и четверрыв связи выхода элемента.ИЛИ введен того элементов И, выход второго мульэлемент И, второй вход которого под- типлексора подключен к первому вхоключен к первому выходу блока коррек ду тРетьего и пятого элементов И,ции кода нормализации, а в блоке нор- вторые входы второго и пятого элеменмализации в разрыв связи счетного тов И, третьего и четвертого элеменвхода на вычитание счетчика введен тов И являются вторым и третьим упэлемент ИЛИ, второй вход которого . Равляющими входами блока коррекцииявляется входом "-" блока нормализа- кода нормализации, информационныеции, к которому подключен второй вы- входы первого мультиплексора являютход блока коррекции кода нормализа- ся первым информационным входом блоции, счетный вход на сдожение счет- ка, информационные входы второгочика является входом ".+" блока нор- мультиплексора являются вторым инмализации, к которому подключен тре- формационным входом блока .коррекциитий выход блока коррекции кода нор- кода нормализации, управляющий входмализации, счетный вход на сложениепервого и второго мультиплексоровсчетчика является входом "+" блока является первым управляющим входомнормализации, к которому подключен блока коррекции кода нормализации.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро Гагарина,101 Эаказ,672/44 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, Сч. Рк.От ОГг 88 Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СС -35, Раушская наб., д, 4/5
СмотретьЗаявка
4306278, 20.07.1987
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5953
ГРИГОРЬЕВ ВАЛЕРИЙ ИВАНОВИЧ, ЗАРИПОВ ИЛЬГИЗ МУБАРАКОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G05B 19/4103
Метки: интерполятор, линейно-круговой
Опубликовано: 28.02.1989
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-1462250-linejjno-krugovojj-interpolyator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Линейно-круговой интерполятор</a>
Предыдущий патент: Система для программного управления контролем и распределением приоритетов
Следующий патент: Устройство для программного управления
Случайный патент: Устройство для однопутной полуавтоматической блокировки