matlab与vc+%2b%2b混合编程在系统仿真中的应用

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1、万方数据第30卷第7期2007年7月重庆大学学报(自然科学版)JoumalofChongqingUniversity(NaturalScienceEdition)V01．30No．7Jul．2007文章编号：1000—582x(2007)07—0026—04MATLAB与VC++混合编程在系统仿真中的应用陶桂宝，郭少波(重庆大学机械工程学院，重庆400030)摘要：通过讨论MATLAB与VC++之间的接口方案，介绍了MATCOM与MATLAB的m文件的链接方式以及MATc0M的使用方法和技巧，以单自由度振动系统为对象，通过对有阻尼

2、状态下的振动模型的分析，对仿真算法进行了混合编程。仿真结果表明：系统仿真的执行速度得到了提高。关键词：系统仿真；MATLAB；Vc++；单自由度振动；阻尼中图分类号：TP311．1；TP391．9文献标志码：AMATLAB是美国MATHwORKS公司自20世纪80年代中期推出的数学软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，是建立在向量数组和矩阵的基础上，具有简洁的人机界面、丰富的图形用户界面GuI开发功能和极高的编程效率的数学工具，受到越来越广泛的重视和应用，但是这些功能只能在它本身所提供的平台上使用，且具有代码执行

3、速度慢、安全保密性差的特点uj。VC++是Microsoft推出的可视化编程环境，它是目前综合性最高、最强大、也是最复杂的软件开发工具之一，应用极为广泛，在工程计算方面和MATLAB相比，编程就显得复杂得多呤j。把两者相结合，无疑是一种有效的编程方法，将给应用程序系统本身及其开发带来很好的改善。通过混合编程，可以大大提高代码的执行速度以及安全保密性。本文介绍Vc调用MATLAB的主要方案，并就单自由度振动系统，采用了混合编程方式，在脱离MATLAB环境条件下实现Vc++对m文件调用，从而在VC环境下实现系统振动仿真的方案¨1。1M

4、ATLAB与Vc++混合编程接口根据MATLAB是否运行，一般将MATLAB与Vc接口分为2大类：需MATLAB在后台运行的混合编程接口和可以脱离MATLAB环境运行的独立应用程序接口[4I。第1类，需MATLAB在后台运行的混合编程接口：MEx文件、engine应用程序和MAT文件。由于Vc的内存管理及类库函数比c更加灵活方便，因此，对这3种接口方式在Vc中的实现，主要基于内存管理和类库函数应用方面。第2类，可以脱离MATLAB环境运行的独立应用程序接口Mcc和MATc0M编译器。Mcc是MAT—LAB中经过优化的编译器。使用M

5、cc，用户可将MATLAB数学库、图形库和界面的MATLAB程序转化为独立于MATIAB的ExE应用程序和DLL动态链接库。MATCOM是MATHwORKS公司推出的第一个由MATLAB到c++的编译开发软件平台，其最后版本为MATcoM4．5，其集成调试编译环境为MIDEVA。通过MATcOM连接MATLAB的m文件有以下3种方法：1)经过简单设置后，由MIDEVA将m源文件转化为C／C++，然后添加到MSVC工程中。2)由MIDEVA直接生成ExE文件，然后在VC中通过shell调用。这种方法简单方便，但运行时出现一个控制台窗

6、口，而且由于VC和MATLAB之间不能交互，通用性差，仅适用于VC调用MATLAB实现图形显示的场合。3)通过VisualMATc0M工具条，使用Add—in，这种方法提供了一个MATLAB和VC直接集合的途径，而且可以快速集成m文件到Vc工程中创建独立的收稿日期：2007一03一14基金项目：重庆市自然科学基金资助项目(csTs，2006BB3015)。作者简介：陶桂宝(1967．)，男，重庆大学副教授，博士，主要从事机电一体化、汽车电子、网络化制造等方面的研究，(E—mail)曲tao@cqu．edu．cn^万方数据第7期陶桂

7、宝，等：Manab与VC++混合编程在系统仿真中的应用27c／C++应用程序、C、MEx、DLL，在调试过程中可以查看矩阵变量的值，可直接修改m源文件而不是修改生成的c／c++文件。因此，本文中单自由度系统的振动仿真采用Add—in方法实现。2有阻尼单自由度自由振动系统机械振动是工程中常见的物理现象。广泛地说，各种机器设备及其零部件和基础，都可以看成是不同程度的弹性系统，机械振动就是在一定的条件下，振动体在其平衡位置附近所作的往复性的机械运动∞J。实际中的振动系统是很复杂的，为了便于分析研究和使用数学工具进行计算，需要在满足工况要

8、求的条件下，把实际的振动系统简化为力学模型。机械振动分析方法很多，对于简单的振动系统，可以直接求解其微分方程的通解。由于计算机进行数值计算非常方便，所以振动的微机仿真是一种最直接的方法。由于振动模型中尤其是多自由振动很方便用矩阵微分方程来描述，所以