Visual C++編程環(huán)境作為一個具有卓越性能和可視化編譯環(huán)境的程序開發(fā)工具，可以開發(fā)從底層系統(tǒng)級到高層用戶級的各種數(shù)控軟件。但VC++在圖象處理、工程計算和圖形顯示方而的應用復雜而麻煩。

　　MATLAB編程語言將數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理等高性能的數(shù)值計算與圖形可視化集成在一起，非常有利于工程技術人員史方便地解決問題，從而大量用于科學研究和工程領域，然而，MATLAB還存在一些小足:MATLAB編寫的程序小能脫離MATLAB環(huán)境執(zhí)行，以行解釋方式執(zhí)行代碼的機制限制了代碼執(zhí)行速度，程序源代碼的裸露也小利于知識產(chǎn)權的保護。

　　近幾年，在科學計算數(shù)控軟件的開發(fā)中，Visual C++和MATLAB混編技術越來越受到關注，采用VC++和MATLAB混編技術能夠充分發(fā)揮VC++開發(fā)平臺優(yōu)勢，同時又結介了MATLAB在科學計算上的優(yōu)點，例如矩陣運算、大量優(yōu)秀的工具箱函數(shù)等，對于數(shù)控軟件的開發(fā)創(chuàng)造了便捷而可靠的方式。

1 VC和MATLAB集成方式

　　MATLAB為了改善自身的小足小斷推出應用程序接口組件(mex,ma},engine) ,MATLAB編譯器(mcc) , MATLAB運行時服務器(MATLAB RuWime Server)等技術，其中應用程序接口組件(mex , mat , engine)應用方便，但是小能脫離MATLAB環(huán)境,MATLAB運行時服務器(MATLAB Runtime Server)仍然是命令解釋執(zhí)行方式，在運行效率上無法與VC等一類基于代碼編譯環(huán)境的編程工具相比。小適用于計算量大的工程，其中MATLAB編譯器(mcc )可以將MATLAB的m文件(MATLAB源程序)翻譯為C++文件，插入到C\C++編譯器中(如圖1所示)，是靈活實現(xiàn)VC++脫離MATLAB環(huán)境調用MATLAB功能的方法，正越來越多地應用到科學計算數(shù)控軟件的開發(fā)中，雖然很多人開始了解通過mcc編譯器使VC十十調用MATLAB文件的方法，但調用過程中山于MATLAB文件自身的特點而引起了程序開發(fā)的一些問題，使得很多人并小能真正很好地使用這一方式，本文結介具體課題中的一個實例對VC++和MATLAB混編中的一些難點進行分析和解決。MATLAB提供的MATLAB Add_in宏的工具條可以史方便地在VC環(huán)境中自接調用m文件，省掉了編譯和加入工程的手工步驟.但原理還是應用了mcc編譯器，性質相同，為了方便說明，本文中仍采用mcc編譯器的方法說明。2 混介編程的過程

　　在某項國防基礎科研項目中，為解決數(shù)控加工過程中加工工藝參數(shù)的選擇和優(yōu)化問題，在對銑削加工過程相關動力學仿真技術進行充分研究的基礎上設計和開發(fā)了一套基于數(shù)控銑削過程的動力學仿真優(yōu)化應用數(shù)控軟件SimuCut。整個仿真系統(tǒng)的開發(fā)是基于動力學仿真分析與研究的前提下，對銑削過程中所涉及到的主要物理量(銑削力，轉矩，功率，刀具和工件振動情況，工件表而形貌，顫振穩(wěn)定域和刀具磨損等方而)給出了仿真計算，數(shù)控軟件的開發(fā)若在MATLAB下實現(xiàn)，雖然能夠充分利用Ma[lah強大的圖形處理功能和數(shù)值計算優(yōu)勢，但仿真運算速度慢，源代碼沒有進行編譯，并且依賴MATLAB平臺，獨立性、移植性差。而在VC環(huán)境下開發(fā)則過于繁瑣，采用混編的方式就快捷多了。例如仿真系統(tǒng)軟件中一個子功能是銑削力系數(shù)的辨識，需要以實測的銑削力數(shù)據(jù)以及工況條件用多元線性回歸的方法辨識出銑削力公式的系數(shù)，多元線性回歸也可用C++代碼實現(xiàn)，但要麻煩得多，然而MATLAB環(huán)境下只要幾個函數(shù)就可解決了，類似這樣的情況小少，考慮到一些復雜的功能可以山MATLAB工具箱的豐富數(shù)學函數(shù)輕松解決，因此充分利用MATLAB的工具箱函數(shù)可以使軟件的開發(fā)史加便捷，史加可靠。下而以具體實例說明混介編程的過程:

　　(1)編寫m文件

　　在MATLAB中編寫名為CEOF.m函數(shù)文件，且文件名與函數(shù)名相同，本例中CE()F川的內容就是一個函數(shù)[K_rc，K_，，e，K_tCc，K_te，K_ac，K_ae]=CEOF(N，c，a，F(xiàn)x，F(xiàn)y，F(xiàn)z)

　　其中函數(shù)參數(shù)均為數(shù)組，函數(shù)返回值是6個實數(shù)，函數(shù)的功能是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)用多元線性回歸方法辨識出[K_rc，K_，，e，K_tCc，K_te，K_ac，K_ae]6個系數(shù)，其中用到了MATLAB預估計控制工具箱的多元線性回歸函數(shù)mlr（）。

　　(2)編譯m文件為C++代碼

　　用mcc編譯器編譯CEOF.m文件，編譯前需要設置MATLAB和VC的編譯鏈接環(huán)境，在MATLAB開發(fā)環(huán)境中鍵入mex-se[up和mhuild-setup指令分別按照它的指示進行即可完成。

　　用以下命令編譯CEOF.m文件，mcc編譯器各參數(shù)用法見文獻。

　　mcc-B SgLcpp CEOF;

　　(3)在C++編譯器中調用m函數(shù)

　　打開要插入m文件功能的vC工程，把*.cpp和*.hpp以及bin文件夾拷入vC工程中，并把*.cpp加入工程，對VC編譯環(huán)境和工程本身進行必要的設置見文獻。

　　本例在程序界而上一個按鈕的回調函數(shù)里調用對應的CEOF函數(shù)，山于VC和MATLAB的數(shù)據(jù)類型小能通用，還需要調用m文件函數(shù)前后進行數(shù)據(jù)類型轉換，MATLAB特定數(shù)據(jù)類型為mxArray相關函數(shù)參見文獻，調用CEOF函數(shù)的部分代碼示例如下:結果顯示如下:

　　圖2數(shù)控軟件界而上顯示系數(shù)K_re，K_re，K_tCc，K_te，K_ac，K_ae,的擬和數(shù)據(jù)值，圖3顯示K_re，K_re擬和值作為系數(shù)計算得到的估計值和實測值的對比曲線以及估計值和實測值的差值曲線。

3 混編過程中的關鍵技術

　　混編過程中，由于調用了MATLAB的動態(tài)鏈接庫，可能產(chǎn)生如下問題:

　　(1)C運行時庫和MFC庫沖突造成重復定義錯誤

　　編譯過程有時會出現(xiàn)類似下而的錯誤，如:NAFXC}'.LIB : error LNK2005: "void_cdecl operator delete (void*)”(??3@YAXPAX@Z) already defined in LIBCMT.Iib (delete.ob.l )。其中NAFXC}'.LIB是MFC靜態(tài)連接庫，而LIBCMT.lib靜態(tài)鏈接的C運行時庫。

　　這種情況主要是C運行時庫和MFC的庫沖突造成的。山于第三方庫如MATLAB動態(tài)庫的加入，使得在MFC庫運行之前已經(jīng)運行了C運行時庫，造成了重復定義，解決的辦法就是將那個提示出錯的庫放到另外一個庫的前而，這樣就可以避開這個鏈接錯誤，在VC菜單Project->Setings->Link->Calagory選擇Input，在Objeclllibrary Modules欄中按順序添入庫的名字，且作為命令行中的前兩個庫，使各個庫按照設定的順序鏈接。例如:nafxcw.lib LIBCMT.Iib。

　　(2)C運行時庫沖突造成重復定義錯誤

　　VC工程中設置選項Use run-lime library用來指定程序運行時使用的C運行時庫(CRT Lib)單線程或多線程，靜態(tài)或動態(tài)鏈接，Debug版本或Release版本)，當有第三方庫((Third party library )存在時，很容易發(fā)生類似下而這樣的錯誤:MSVCRT.Iib(MSVCRT.dII):error LNK2005:free already defined in LIBCMT.Iib(free.obj)，這說明你的工程使用了小同類型的CRT Lib。

　　由于VC對重復定義的要求比較嚴格，用第三方庫時，如果用多種方法都小能解決，可以通過設置強制忽略重復定義，在IDE下Project->SeUings ->Link頁，選caLegroy為custom，選用force file output項，重復定義雖然會有警告但被忽略，并只運用第一次的定義。

　　(3)標準化頭文件引起的沖突

　　工程中調用了m文件，要注意有可能標準化頭文件和調用的m文件翻譯過來的C++文件中定義引起沖突，C++標準化以后的標準頭文件把標準C++庫的組件放在一個名為std的名字空問(namespace)里而，使用時要使用。sing namespace std語句使std空問中所有定義的標識符暴露在全局空問中，一般要確定全局空問沒有重名的對象才能這么做。但并小需要特意閱讀和修改的山m文件翻譯過來的C++文件經(jīng)常會被忽略掉，如果在m文件翻譯過來的C++文件使std名字空問可見，則兩個文件里的相同名稱的標識符都暴露在可見的名字空問里，這樣標準程序庫中類名和函數(shù)名與MATLAB庫中的類名或是函數(shù)名就有可能發(fā)生名字沖突，從而會引起ambiguous symbol(小確定的識標符)錯誤。解決方法是避免usingnamespace std這類語句放在可能被翻譯過來的C++文件包含的頭文件中，例如預編譯頭文件sLdafx.h等。

　　(4)程序的運行與發(fā)布的問題

當調用的m文件內包含咚}形功能時，程序運行時可能出現(xiàn)只能執(zhí)行一次的情況，報錯:runtime error,abnormal program Lerminalion。這是因為MATLAB中函數(shù)的操作一定要在初始化MATLAB函數(shù)庫和圖像函數(shù)庫后才能調用，小然會出現(xiàn)需要C/C++函數(shù)庫”的錯誤提示，而數(shù)學庫的啟動和關閉要保證程序的執(zhí)行過程中它們分別只被調用1次，第二次調用就會出錯，所以最好將數(shù)學庫的啟動和關閉語句放在程序的初始化和程序徹底退出函數(shù)中。

　　由于程序中調用了MATLAB數(shù)學函數(shù)庫或圖形庫中的函數(shù)，所以需要附帶MATLAB的這些函數(shù)庫才能在沒有安裝MATLAB的機器上運行，mglinsLaller.exe解壓出的bin\win32目錄下的所有鏈接庫拷到開發(fā)程序的所在目錄中并隨程序一起移植即可。

4 結束語

　　本文討論的動力學仿真數(shù)控軟件開發(fā)實例是在VisualC++6.0和MATLAB6.1的平臺上編譯運行的，通過VisualC++和MATLAB混編技術可以結介Visual C++的強大開發(fā)能力和MATLAB的豐富的工具箱快速開發(fā)出融介大量科學計算功能的應用程序，這種混編技術的研究和開發(fā)在圖象處理、信號處理等需要大量計算、可視化界而的工程應用領域有廣泛的應用價值。靈活運用這種聯(lián)介編程方法，能夠開發(fā)出界而友好、功能強大、小依賴于MATLAB環(huán)境的應用程序數(shù)控軟件，并有效地提高應用系統(tǒng)的精確度和穩(wěn)定性。