VB調(diào)用Matlab在WEDM仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用
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在VB開(kāi)發(fā)環(huán)境下制定前臺(tái)用戶界面，利用Matlab強(qiáng)大的計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)后臺(tái)模型的實(shí)時(shí)仿真。為了實(shí)現(xiàn)前臺(tái)界面與后臺(tái)仿真環(huán)境間的數(shù)據(jù)傳遞，應(yīng)用ActiveX自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行VB與Matlab之間的接口設(shè)計(jì)，通過(guò)建立在VB應(yīng)用程序和Matlab仿真環(huán)境之間的ActiveX自動(dòng)化連接，實(shí)現(xiàn)了在VB環(huán)境下對(duì)Matlab仿真命令的調(diào)用，并在VB友好的用戶界面中實(shí)時(shí)顯示仿真結(jié)果。
1 VB與Matlab間的接口分析
1.1 VB與Matlab接口形式
為了能夠充分利用Matlab系統(tǒng)提供的豐富函數(shù)庫(kù)，Matlab本身提供了應(yīng)用程序接口API(Matlab application program interface)。因此，VB與Matlab接口設(shè)計(jì)有多種實(shí)現(xiàn)方式。
(1)借用C++與Matlab的接口，將Matlab的程序文件(*．M)編譯為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(*．DLL)，VB在代碼中調(diào)用生成DLL中的函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)算法，便于用戶脫離Matlab環(huán)境使用。由于算法部分采用C++語(yǔ)句，運(yùn)行速度較快，可應(yīng)用于實(shí)時(shí)運(yùn)算。但是這種方法對(duì)開(kāi)發(fā)者在設(shè)置和編程上都有較高的要求。
(2)通過(guò)使用嵌入VB中矩陣函數(shù)庫(kù)MatrixVB的方法實(shí)現(xiàn)接口。MatrixVB是第三方插件，利用與Matlab相似的函數(shù)、語(yǔ)法嵌入到VB中，可以像使用VB的函數(shù)、命令一樣使用Matlab函數(shù)。這種方法的語(yǔ)法和函數(shù)使用比較簡(jiǎn)單，編程效率很高，幾乎完全可以融入VB語(yǔ)言，特別是對(duì)圖形的處理非常方便，彌補(bǔ)了其他方法在圖形處理上的弱點(diǎn)。但由于它仍然采用解釋執(zhí)行，執(zhí)行效率較低，因此實(shí)時(shí)運(yùn)算難以實(shí)現(xiàn)，特別對(duì)于Matlab各類工具箱的調(diào)用尤為困難。
(3)在Visual Basic中通過(guò)調(diào)用Matlab的引擎接口，使用Windows的ActiveX技術(shù)與Matlab進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。通過(guò)Object．Execute語(yǔ)句在程序中直接使用Matlab提供的函數(shù)庫(kù)和圖形庫(kù)。
1.2 ActiveX自動(dòng)化技術(shù)
ActiveX是一種支持組件集成MicroSoft Windows協(xié)議的自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)ActiveX技術(shù)可以將不同環(huán)境下開(kāi)發(fā)的組件集成到一個(gè)應(yīng)用程序中；ActiveX同時(shí)又是一種面向?qū)ο蠹夹g(shù)，屬于組件對(duì)象模型(COM)的子類。COM為所有的ActiveX對(duì)象定義了對(duì)象模型，每個(gè)ActiveX對(duì)象支持一定的接口，即支持不同的方法、屬性和事件。利用這些方法執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，幫助客戶端實(shí)現(xiàn)一定的功能。Matlab支持兩種類型的ActiveX技術(shù)：ActiveX控制容器和ActiveX Automation。ActiveX控制容器可以將不同的ActiveX控件集成在一個(gè)應(yīng)用中；而ActiveX Automation是一種允許一個(gè)應(yīng)用程序(客戶端)去控制另一個(gè)應(yīng)用程序(服務(wù)器端)的協(xié)議。在本文中，Matlab是服務(wù)器端，VB是客戶端，通過(guò)Automation，客戶端可以執(zhí)行Matlab命令，并與Matlab的工作空間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以達(dá)到調(diào)用Matlab來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目的。
2 ActiveX技術(shù)在接口設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
Matlab ActiveX自動(dòng)化服務(wù)的功能主要包括在Matlab工作空間執(zhí)行Matlab命令，直接對(duì)工作空間進(jìn)行存取矩陣操作等。
Matlab提供了一個(gè)自動(dòng)化對(duì)象，其外部名稱為Matlab．Application，支持COM技術(shù)。外部程序(如VB)通過(guò)COM技術(shù)提供的函數(shù)，得到自動(dòng)化服務(wù)器對(duì)象支持的指針，并通過(guò)調(diào)用接口函數(shù)控制和使用自動(dòng)化對(duì)象。在VB應(yīng)用程序中，創(chuàng)建了Matlab的ActiveX對(duì)象后，就可以使用這個(gè)對(duì)象所包含的各種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)Matlab的調(diào)用。Matlab．Application對(duì)象含有3種方法，分別是Execute，GetFullatrix和PutFullMatrix。
(1)BSTR Execute([in]BSTR Command)：BSTR表示寬字符串類型，它與VB存儲(chǔ)字符串所采用的數(shù)據(jù)格式相同。該方法接收字符串命令并在Matlab中執(zhí)行，將結(jié)果以字符串形式返回。
(2)void GetFullMatrix([in]BSTR Name[in]BSTR Workspace，[in，out]SAFEARRAY(douMe)*pr，[in，out]SAFEARRAY(double)*pi)：GetFullMatrix方法從指定的工作空間檢索一個(gè)完整的實(shí)型或虛型mxArray，其實(shí)部和虛部被分別存放到2個(gè)單獨(dú)的Double型數(shù)組中。可以利用GetFullMatrix方法將Matlab中的一個(gè)矩陣變量傳送到VB程序中的一個(gè)一維或二維數(shù)組中。其中，Name指定了Matlab中的矩陣變量名；Workspace指定了該矩陣所在的Matlab工作區(qū)；pr指VB程序中的實(shí)部數(shù)組；pi指VB程序中的虛部數(shù)組。
(3)void PutFullMatrix([in]BSTR Name，[in]BSTRWorkspaee，[in，out]SAFEARRAY(double)*pr，[in，out]SAFEARRAY(double)*pi)：PutFullMatrix方法將一個(gè)mxArray放入指定的工作空間。各參數(shù)的含義及調(diào)用方法與GetFullMatrix方法類似。
評(píng)論