我们先用直线插补来说明。在数字积分法的介绍中已经知道,一个函数的定积分可以用矩形公式求和来近似计算。
如果已知一条直线的方程为
(2-37)
式中,为直线的终点坐标。
对上式求微分得
如果引入时间变量 ,分别对被积函数和进行积分就得到数字积分法的直线插补。我们现在不这样做,而是设法用比较判别的方法来建立两个积分的联系。先将上式改写为
用矩形公式来求积就得到
或 (2-38)
图2-32 脉冲分配序列
此式表明,方向每发一个进给脉冲,相当于积分值增加一个量;方向每发一个进给脉冲,积分值增加一个量 ,为了得到直线,必须使两个积分相等。
根据式(2-38),我们在时间轴上分别作出x轴和y轴的脉冲序列,如图2-32所示。把时间间隔作为积分增量,轴上每隔一段时间发出一个脉冲,就得到一个时间间隔;y轴上每隔一段时间发出一个脉冲,就得到一个时间间隔。在轴发出个脉冲后,其总时间间隔为式(2-38)的左边,即
同样,如果轴上发出了个脉冲,其总的时间间隔为积分式(2-38)的右边,即
由公式(2-38)可知,要实现直线插补,必须始终保持上述两个积分式相等。为此,与逐点比较法相似,我们引入一个判别函数,所不同的是,这个判别函数定义为轴脉冲总时间间隔与轴脉冲总时间间隔之差。用表示为
(2-39)
用一个脉冲源控制运算速度,每发一个脉冲,计算一次的值,根据的正负决定下次脉冲应如何进给。即当>0时,说明轴输出脉冲时间超前(即多发出),这时应控制轴进行的累加;若<0,则说明轴输出脉冲时间超前(即多发了),这时应控制轴进行的累加;依次进行下去即可实现直线插补。这里,我们通过将两个积分式相比较的办法来实现插补的,所以称为比较积分法。