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基于VC++和MATLAB混合编程的数控软件开发

发布时间:2014-06-25 作者:隋慧敏 刘强 彭羽中  来源:万方数据
关键字:MATLAB 混合编程 数控软件 
本文简要介绍了VC++和MATLAB混合编程技术,并通过一套基于数控铣削过程的动力学仿真优化应用数控软件的开发实例说明了混合编程技术在科学计算软件开发中的应用,包括混合编程实现的过程,并对程序在编译、运行和发布中的一此难点进行分析与解决,为此类科学计算软件的开发提供了一种可借鉴的方便灵活的实现方法。

  本例在程序界而上一个按钮的回调函数里调用对应的CEOF函数,山于VC和MATLAB的数据类型小能通用,还需要调用m文件函数前后进行数据类型转换,MATLAB特定数据类型为mxArray相关函数参见文献,调用CEOF函数的部分代码示例如下:结果显示如下:

图2数控软件界

  图2数控软件界而上显示系数K_re,K_re,K_tCc,K_te,K_ac,K_ae,的拟和数据值,图3显示K_re,K_re拟和值作为系数计算得到的估计值和实测值的对比曲线以及估计值和实测值的差值曲线。

3 混编过程中的关键技术

  混编过程中,由于调用了MATLAB的动态链接库,可能产生如下问题:

  (1)C运行时库和MFC库冲突造成重复定义错误

  编译过程有时会出现类似下而的错误,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静态连接库,而LIBCMT.lib静态链接的C运行时库。

  这种情况主要是C运行时库和MFC的库冲突造成的。山于第三方库如MATLAB动态库的加入,使得在MFC库运行之前已经运行了C运行时库,造成了重复定义,解决的办法就是将那个提示出错的库放到另外一个库的前而,这样就可以避开这个链接错误,在VC菜单Project->Setings->Link->Calagory选择Input,在Objeclllibrary Modules栏中按顺序添入库的名字,且作为命令行中的前两个库,使各个库按照设定的顺序链接。例如:nafxcw.lib LIBCMT.Iib。

估计值和实测值的比较及差值示意图

  (2)C运行时库冲突造成重复定义错误

  VC工程中设置选项Use run-lime library用来指定程序运行时使用的C运行时库(CRT Lib)单线程或多线程,静态或动态链接,Debug版本或Release版本),当有第三方库((Third party library )存在时,很容易发生类似下而这样的错误:MSVCRT.Iib(MSVCRT.dII):error LNK2005:free already defined in LIBCMT.Iib(free.obj),这说明你的工程使用了小同类型的CRT Lib。一般如果确定工程里其他的库都是统一的,斤民可能问题出在MATLAB库上,经调试判断MATLAB库调用的是MSVCRT.Iib,也就是动态C运行时库,建议在User RuWime libraray中选择MuhiThread DLL:

估计值和实测值的比较及差值示意图

  由于VC对重复定义的要求比较严格,用第三方库时,如果用多种方法都小能解决,可以通过设置强制忽略重复定义,在IDE下Project->SeUings ->Link页,选caLegroy为custom,选用force file output项,重复定义虽然会有警告但被忽略,并只运用第一次的定义。

  (3)标准化头文件引起的冲突

  工程中调用了m文件,要注意有可能标准化头文件和调用的m文件翻译过来的C++文件中定义引起冲突,C++标准化以后的标准头文件把标准C++库的组件放在一个名为std的名字空问(namespace)里而,使用时要使用。sing namespace std语句使std空问中所有定义的标识符暴露在全局空问中,一般要确定全局空问没有重名的对象才能这么做。但并小需要特意阅读和修改的山m文件翻译过来的C++文件经常会被忽略掉,如果在m文件翻译过来的C++文件使std名字空问可见,则两个文件里的相同名称的标识符都暴露在可见的名字空问里,这样标准程序库中类名和函数名与MATLAB库中的类名或是函数名就有可能发生名字冲突,从而会引起ambiguous symbol(小确定的识标符)错误。解决方法是避免usingnamespace std这类语句放在可能被翻译过来的C++文件包含的头文件中,例如预编译头文件sLdafx.h等。

  (4)程序的运行与发布的问题

当调用的m文件内包含咚}形功能时,程序运行时可能出现只能执行一次的情况,报错:runtime  error,abnormal program Lerminalion。这是因为MATLAB中函数的操作一定要在初始化MATLAB函数库和图像函数库后才能调用,小然会出现需要C/C++函数库”的错误提示,而数学库的启动和关闭要保证程序的执行过程中它们分别只被调用1次,第二次调用就会出错,所以最好将数学库的启动和关闭语句放在程序的初始化和程序彻底退出函数中。

  由于程序中调用了MATLAB数学函数库或图形库中的函数,所以需要附带MATLAB的这些函数库才能在没有安装MATLAB的机器上运行,mglinsLaller.exe解压出的bin\win32目录下的所有链接库拷到开发程序的所在目录中并随程序一起移植即可。

4 结束语

  本文讨论的动力学仿真数控软件开发实例是在VisualC++6.0和MATLAB6.1的平台上编译运行的,通过VisualC++和MATLAB混编技术可以结介Visual C++的强大开发能力和MATLAB的丰富的工具箱快速开发出融介大量科学计算功能的应用程序,这种混编技术的研究和开发在图象处理、信号处理等需要大量计算、可视化界而的工程应用领域有广泛的应用价值。灵活运用这种联介编程方法,能够开发出界而友好、功能强大、小依赖于MATLAB环境的应用程序数控软件,并有效地提高应用系统的精确度和稳定性。 

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