基于MATLAB与VC混编的靶弹飞行轨迹设计

倪 原，田 华

（西安工业大学电子信息工程学院，西安710032）

基于MATLAB与VC混编的靶弹飞行轨迹设计

倪 原，田 华

（西安工业大学电子信息工程学院，西安710032）

某靶弹地面测试系统在参数装订过程中要实现三维轨迹显示，通过分析MATLAB语言与VC＋＋语言的特点，根据MATLAB与VC＋＋之间的接口方案，利用MATCOM将.m文件转换为C＋＋代码，在VC设计的用户界面中嵌入MATLAB图像，实现三维飞行轨迹图像显示。

MATCOM仿真；VC环境；图像显示

1 引 言

为使某靶弹准确的按轨迹飞行，需通过地面测试软件来完成飞行轨迹参数设置，对输入的数据进行仿真和轨迹图形显示工作，检测操作人员输入数据的准确性是非常必要的。本文采用MATLAB和VC混合编程的方法完成这一功能。VC提供功能强大的应用程序框架MFC以及高效的编译器、可视化的集成开发环境。然而，作为一种通用的开发平台，在使用VC开发含有大量图像及数据处理等专业性较强的应用程序时，一些底层开发十分繁琐。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。因此，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方便。

2 Visual C＋＋与Matlab的常用接口简介

2.1 调用Matlab引擎

MATLAB允许用户通过MATLAB引擎调用MATLAB函数，即将MATLAB作为应用程序进行数据计算的引擎。MATLAB提供了一系列操作MATLAB引擎的API函数，通过这些API函数，用户可以充分发挥MATLAB进行计算和图形显示的优势，将应用程序的计算和图像显示功能交给MATLAB引擎完成，而界面部分则可以通过VC采用C＋＋语言来实现。采用这种方法几乎能利用MATLAB的全部功能，但是需要在机器上安装MATLAB软件，而且执行效率低，因此在实际应用中不采用这种方法，在软件开发中也不可行［1］。

2.2 调用MATLAB C＋＋数学库

MATLAB C＋＋数学库包含了约400个常用MATLAB数学函数，并且其调用方式和MATLAB函数的使用习惯极其相似。对于MATLAB使用者来说，采用MATLAB C＋＋数学库，可以使应用程序完全脱离MATLAB的解释环境。对于VC使用者来说，采用MATLAB C＋＋数学库可以充分利用MATLAB已有的矩阵运算数学函数库，虽然用这种方法可以很灵活的调用MATLAB来编写应用程序，但要求读者对C＼C＋＋语言比较熟悉，而且使用这种方法调用MATLAB的工具箱函数有一定的困难［4］。

2.3 通过COM组建调用MATLAB程序

COM（Componet Object Model）是以组件为发布单元的对象模型。由于COM是建立在二进制级别上的范畴，所以组件对象之间的交互规范不依赖任何特定的开发语言。利用COM完成不同语言之间的协作开发是非常方便的。COM开发架构是以组件为基础的，可以把组件看做是用于“搭建”软件的积木块，采用这种开发模式，可以在多个不同的软件开发项目中重复利用一个组件等。但是这种方法与调用MATLAB引擎、调用MATLAB C＋＋数学库相比，在VC中调用MATLAB生成的COM组件时客户程序编写的难度较高［5］。

2.4 MATCOM编译器

MATCOM是由Mathtools公司发布的第一个MATLAB与VC混合编程的软件，它的终极版本是MATCOM4.5，它的调试编译环境为MIDEVA。MATCOM的编译方法和MATLAB编译方法相似，通过MATCOM的编译环境将MATLAB的m文件转换为VC可执行文件有以下3种方法：

（1）在MIDEVA中简单设置后，可以将MATLAB生成的m源文件在MIDEVA中转化为C＋＋文件，然后添加到MSVC工程中。

（2）在MIDEVA编译环境下，可以将MATLAB运行后得到的m文件转换为exe文件，在VC＋＋6.0中通过Shell调用exe文件。这种方法简单容易操作，仿真图出来之前还会出现控制台窗口［3］。

（3）利用Visual MATC0M的工具条，运行VC＋＋6.0，选择工具下的定制，然后选择附加项和宏文件（Add-ins（.dll）），这种方法（后面详细介绍）是MATLAB和VC混合编程的一种较简单方法，可以简单快速将MATLAB运行后得到的m文件转换成VC工程中可应用的C／C＋＋应用程序、C、MEX、DLL，而且可以在m源文件上进行修改，同时生成的C／C＋＋文件也将同步修改。因此，本文中根据已知路径点描绘路线仿真将采用这种方法实现。

3 MATCOM和VC联合应用程序设计

3.1 编写程序

在VC的飞行参数装订界面中输入某靶弹飞行参数，并且在界面中显示物体的运动三维轨迹图，Z轴表示高度，Y轴表示物体飞行的水平距离，X轴表示物体偏离Y平面的距离。

编写MATLAB程序［7］，程序流程图如图1所示。

图1 MATLAB流程图

将程序保存为pwx2.h，在MATLAB中运行的结果如图2所示。

图2 MATLAB仿真图

在Matcom软件中打开pwx2.h文件，编译文件，选择Save and compile to exe，MIDEVA会提示编译完成，编译后的文件保存在Matcom安装路径下的debug文件中，名字为“pwx2.cpp”。接下来打开Visual C＋＋6.0建立一个基于对话框的工程，调用编译后的文件，完成混合编程。

3.2 创建VC工程“Test”

运行Visual C＋＋6.0并创建Test工程，在Project name编辑框中输入工程名“Test”，创建的应用程序类型选择为基于对话框［2］。

3.3 转换m文件“pwx2.m”

运行Visual C＋＋6.0，改变文件类型为Addills（.d11），选定%MATCOM45%＼bin＼Mvcide.dll，单击确定。在Visual C＋＋6.0的界面中可以看到关于Visual MATCOM的快捷键，单击Visual MATCOM工具条上的m＋＋图标，选择文件名为pwx2.m的MATLAB文件进行转换。此时在File-View菜单中多了m-files、C＋＋files created from m-files、MATrix＜lib＞和Extemal Dependencies等文件夹。在相应的文件夹下增加pwx2.m、pwx2.h、pwx2.cpp、v4501v.1ib和matlib.h等文件，这说明pwx2.m文件转换成功。在“pwx2.h”文件中添加头文件＃include“matlib.h”。

3.4 创建的对话框界面

创建如图3所示的对话框界面。

图3 对话框界面

（1）添加头文件

＃include“pwx2.h”；

＃include“matlib.h”；

（2）为IDC_BUTTON1添加响应代码（IDC_ BUTTON1为仿真键的ID号，程序为matcom安装路径下的debug文件中的“pwx2.cpp”）。MATCOM程序流程图如图4所示。

添加键主要完成数据的存储。在对应的编辑控件中输入相应的数据，点击添加键，保存相应的数据并在列表控件中显示。

3.5 创建如图2所示的对话框界面

按一般的c＋＋程序进行编译Test工程，由于pwx2.h函数定义文件是相应的m文件转换生成的，若pwx2.m发生修改，VC＋＋会询问用户是否重新加载这个文件，此时，在重新生成的pwx2.h文件中没有包含“matlib.h”头文件，需手动添加，若没有包含该文件，编译器不能识别 m数据类型而发生错误［8］。

图4 MATCOM流程图

3.6 执行Test.exe

执行Test.exe文件后，得到如图5所示对话框。

图5 仿真结果

4 结束语

利用VC开发软件中VisualMATCOM的快捷键的方法进行程序混编，只要在MATLAB中编写相应的程序，同时利用MATLAB强大绘图功能，是一种简单快捷的图像仿真嵌入的实现方法，对于VC＋＋并不熟练的工程师来说是一个最佳的选择，该程序在VC＋＋6.0和MATLAB 6.5.1下测试通过。

［1］张宜华.精通MATLAB［M］.北京：清华大学出版社，1999.

［2］KAETGREGORY.Visual C＋＋开发使用手册［M］.北京：机械工业出版社，1998.

［3］苏金明，刘宏，刘波.MATLAB高级编程［M］.北京：电子工业出版社，2005.

［4］张志涌.精通MATLAB6.5版［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2003.

［5］董国维.深入浅出MATLAB混合编程［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［6］潘林峰，谭立超.MATLAB与VC混合编程的实现［J］.武汉化工学院学报，2003，25（4）：74-75.

［7］李志明，曹杰.VC＋＋与Matlab的混合编程［J］.遥测遥控，1999，20（6）：59-61.

［8］李海奎.混合编程时应该注意到几个问题［J］.计算机应用研究，2005（1）：167-169.

Design on Target Flight Track Based on Matlab and VC Mixed Programm ing

NIYuan，TIAN Hua
（School of Electronics Information Engineering，Xi’an Technological University，Xi＇an 710032，China）

In order to achieve the three-dimensional track display in the process of parameter binding in the target-missile ground test system，this paper analyzes the characteristics of the MATLAB and VC＋＋language，according to the scheme of the interface between MATLAB and VC＋＋，by using MATCOM converting tool to convert.m file to C＋＋codes，and realizes the three-dimensional track display by Embedded MATLAB image in the User Interface designed by VC.

MATCOM simulation；VC enviroment；Image display

10.3969／j.issn.1002-2279.2014.04.019

TP311

：A

：1002-2279（2014）04-0059-03

倪原（1955-），男，江苏人，硕士研究生，教授，主研方向：控制领域的研究工作。

2013-12-03