基于ActiveX 的飞控加载载荷计算软件设计

唐曦文

（上海飞机设计研究院民用飞机模拟飞行国家重点实验室）

在飞控系统地面模拟试验中需要通过已知的舵面角度θ和力矩值M来计算加载系统施加在舵面上相应的载荷力F。 通常将舵面角度θ和力矩值M输入到EXCEL 中， 利用EXCEL 软件的公式编辑功能来计算载荷力F。 这种方法需要掌握一定的OFFICE 操作技巧， 不够简单、 直观， 而且EXCEL 在生成数据图像时具有一定的局限性，后期无法对数据进一步分析。 在此，笔者设计了一套飞控加载载荷计算软件， 只需通过UI 输入舵面角度θ和力矩值M即可直接计算出相应的载荷力F，并且可将计算出的数据保存，快速生成相应的数据图像，且利用软件本身的强大功能可以实现动态数据光标点捕捉、增加数据标注点等功能以进一步分析数据，极大地提高了数据的计算效率和分析能力。

1 软件设计构架

软件构架采用模块/扁平化方式设计。模块按功能划分为副翼载荷计算、方向舵载荷计算、升降舵载荷计算、水平安定面载荷计算、缝翼载荷计算、襟翼载荷计算和扰流板载荷计算，各模块之间相互独立，便于后期代码维护和功能扩展、升级。

2 软件功能简介

以缝翼载荷计算模块为例，软件有两种方式计算载荷力F：

a. 单点模式。 先确定好通道和舵面状态后，用户输入给定的舵面角度θ和力矩值M，然后点击“计算”按钮，便可直接显示对应的力臂L和载荷力F。 此时，用户也可点击“添加”按钮，将计算出的数值添加到“载荷谱表格”中。

b. 导入模式。 确定好通道和舵面状态后，点击“导入数据”按钮，读取存储在EXCEL 文件中的舵面角度θ和力矩值M并添加到 “载荷谱表格”中，同时计算出对应的力臂L和载荷力F后也添加到“载荷谱表格”中。

用户通过上述两种方式添加数据至“载荷谱表格”后，得到了一张包含通道/舵面状态信息的完整数据（舵面角度θ、力矩值M、力臂L和载荷力F）表，即载荷谱。 此时，用户可点击“导出数据”按钮，将“载荷谱表格”中的数据保存成EXCEL 文件。用户可根据“载荷谱表格”中的数据选择“X”、“Y”轴所对应的数据名称生成函数图像，函数图像还具有动态光标点捕捉和添加数据标注点的功能。 用户还可点击“保存图片”按钮将生成的函数图像保存成图片文件。 软件的功能界面如图1所示。

3 基于ActiveX 实现软件调用EXCEL

LabWindows/CVI 通过ActiveX 生成可识别的.c、.h、.fp、.obj、.sub 等后缀程序文件［1］。 其中，fp为函数面板文件，LabWindows/CVI 可通过fp 函数面板文件提供的库函数调用EXCEL［2］。 具体方法步骤如下：

a. 从LabWindows/CVI 的Tools 菜单中选择“Create ActiveX Controller”（图2）；

图1 软件功能界面

b. 选择对应所需调用EXCEL 的对象库接口（图3）；

c. 生成可调用EXCEL、 后缀名为.fp 的面板函数文件（图4）［3］。

图2 ActiveX 控制器创建界面

图3 EXCEL 对象库接口调用界面

图4 生成面板函数文件界面

通过上述步骤，LabWindows/CVI 可通过添加的面板函数文件中提供的各种库函数实现对EXCEL 的调用。

4 LabWindows/CVI 与EXCEL 的数据通信

当LabWindows/CVI 通过添加面板函数实现调用EXCEL 时， 本软件通过面板函数中提供的各种库函数与EXCEL 进行数据通信， 包括对EXCEL 数据的读取和保存，这也是本软件的重点和难点。

4.1 软件读取EXCEL 数据

软件读取EXCEL 数据的步骤如下：

a. Excel_NewApp()，Excel_SetProperty()，打开EXCEL，并设置其可见属性为真；

b. Excel_GetProperty()，获得EXCEL 的“工作簿”属性；

c. Excel_WorkbooksOpen()，打开所需读取的EXCEL 文件；

d. Excel_GetProperty()，获得EXCEL 的“工作表”属性；

e. Excel_SheetsItem()，获得EXCEL“第一张表”属性；

f. Excel_WorksheetRange()，获得EXCEL 中数据单元格“范围”；

g. Excel_RangeGetItem()，CA_VariantGetDispatch()，CA_CreateObjHandleFromIDispatch()，Excel_GetProperty()，获得EXCEL 中单元格的数据；

h. CA_VariantHasDouble()，判断单元格中是否有数据，若没有则跳出读取数据循环；

i. CA_VariantGetDouble ()，EXCEL 数 据 为variant 型， 赋值给软件的table 控件前必须转换成对应的数据类型；

j. CA_VariantClear()，CA_DiscardObjHandle()，释放EXCEL 相关的各种句柄变量。

4.2 软件存储EXCEL 数据

软件存储EXCEL 数据的步骤如下：

a. Excel_NewApp()，Excel_SetProperty()，打开EXCEL，并设置其可见属性为真；

b. Excel_GetProperty()，获得EXCEL 的“工作簿”属性；

c. Excel_WorkbooksAdd()， 新 增EXCEL 的“工作簿”；

d. Excel_GetProperty()，Excel_SheetsItem()，获得“工作簿”中第一张“工作表”；

e. Excel_WorksheetRange()，获 得EXCEL 中存储数据单元格“范围”；

f. CA_VariantSetCString()，CA_VariantDouble()，Excel_RangeSetItem()，EXCEL 数据为variant 型，软件table 控件中的数据存储到EXCEL 中之前需先进行类型转换；

g. CA_VariantClear()，CA_DiscardObjHandle()，释放EXCEL 相关的各种句柄变量。

5 结束语

笔者设计的飞控加载载荷计算软件利用ActiveX 实现了LabWindows/CVI 对EXCEL 的调用，可使载荷谱数据在软件与EXCEL 之间传输，利用LabWindows/CVI 强大的数据分析功能分析了载荷谱数据， 并可将载荷谱数据存储在EXCEL中。 软件人机对话界面友好，操作简单、快捷，提高了数据分析效率，极大地减轻了试验人员的工作负担。