摘 要 本文详述了在VC++6.0编译环境下如何利用Matlab来实现应用系统的设计和分析, 介绍了通过Matlab与VC应用程序连接的常用方法,分析了VC与Matlab的混合编程的步骤,最 后通过一个具体实例的实现过程对上述方法进行了应用性介绍。
关键词 VC++; Matlab;混合编程
Matlab 是由Math Works 公司于1984 年推出的数值计算及图形处 理软件,可以实现数值分析、优化、统计、偏微分方程数值解、自动控制、信号处理、图像 处理等若干领域的计算和图形显示功能。其中,控制系统工具箱的集成为设计和分析各种复 杂的控制系统提供了有效的方法和途径。
但是,由于Matlab开发平台的局限性,在其 上面开发的程序不能脱离Matlab运行环境,因而在处理一些实际应用问题时显得灵活性不足 ,而VC++则在一定程度上能够弥补这一漏洞,因此,现将二者结合共用,各献其长,可以为 科研工作和工程开发提供了更为强大的技术支持。
1、Matlab与VC混合编程的实现方 法
Matlab作为控制系统设计的一种通用工具,它可以和VC方便的进行连接。一般而言 ,Matlab与VC混合编程的实现方法主要有以下三种方法:(1)通过引擎(Engine),采用客 户机服务器的计算模式,通过Window的ActiveX通道和Matlab进行连接。具体应用时,往往在 VC中设计程序框架,以编译的程序作为前端客户机;通过调用Matlab引擎在后台实现与服务 器的连接,实现动态通信(2)应用Matlab数学函数库,Matlab中包含了内容丰富的函数库, 而且还提供了与VC的数学函数接口,用户可以方便的在VC的IDE(集成开发环境)中调用。( 3)通过DLL实现VC与Matlab的混合编程。DLL是一个可执行的二进制文件。把很多通用的功能 放在DLL中,可以供多个应用程序调用,这样可以很好的减少外部存储空间的占有量,并实现 代码的共享[2]。在上述三种方法中,第一种方法对调用Matlab的工具箱很实用,所有在进行 控制系统的设计和分析时,一般都是通过调用Matlab引擎(Engine)来实现的。本文主要介 绍采用通过引擎(Engine)来实现VC与Matlab的混合编程。
2、MATLAB引擎简介
Matlab引擎是Matlab提供的一系列程序的结合,它允许用户在自己的应用程序中对 Matlab进行调用,将Matlab作为一个操作引擎使用,使其在后台运行。一般Matlab 引擎采用 客户机/ 服务器(Client/ Sever) 计算方式,就是一种把应用处理负载分布到客户机和服务 器上的一种计算模式,客户机和服务器既可以是存在于同一台计算机,也可以通过网络来实 现信息共享。一般情况下,客户机是运行前端软件的PC机,并且知道如何与服务器通信,服 务器与此相对应,是接收请求信息,并采取相应行的机器。由于客户机和服务器共同承担处 理负载,使系统总体性能大为提高。在实际应用过程中,把VC的C语言或C + + 语言的程序作 为前端客户机程序,它从Matlab 引擎接收数据信息,并与引擎传递命令的数据信息。表1是几 种常用的Matlab引擎调用函数。
表1 Matlab引擎常用调用函数
通过Matlab引擎 用户可以完成以下任务:首先,可以将Matlab作为一个功能强大的和可编程的数学函数库, 调用Matlab中的大量的数学计算函数,完成复杂的计算任务;其次,可以为一个特定的任务 构建一个完整的系统,前台的用户界面用高级语言编写,后台的计算任务由Matlab引擎来完 成;最后,用户不但可以在本地计算机上调用Matlab引擎,而且还可以通过网络调用其它计 算机上的Matlab引擎,这样可以很好的实现资源的共享和作业的分工合作。