MATLABFORPROEDoJustForFun

MATLAB FOR PROE

作者：J_SUN_SO

e:visualsan@yahoo.cn

1.前言

这篇文章讲的是如何在PROE中使用MATLAB,将其作为一个“计算器”嵌入到PROE，可以将PROE的参数输入到MATLAB中去，在 MATLAB中进行计算，然后提取计算结果。后期将实现以在MATLAB中调用PROE函数，这样就可以和PROE进行交互，将MATLAB的一些优化算法等工具箱应用于PROE，这种应用将极大地提升PROE的功能。本文使用的MATLAB集成C++类库是MatGear,这是我前期的工作之一（详见 http://www.cnblogs.com/JustHaveFun-SAN/archive/2013/03/09/matGear.html），是一个开放源代码的项目。

2.内容介绍

用到的技术除了matlab集成技术外，还用到Protoolkit菜单创建,自定义关系式函数和MFC编程技术（只用到对话框）。自定义关系式函数请参见（http://www.protoolkit.cn/?p=537）。MFC对话框编程也相对简单，可以自己翻阅资料，本文重点阐述 MATLAB相关部分。

3.MATGEAR

MATLAB***部和全局之分，局部引擎为每个线程启动一个独立的MATLAB线程，全局引擎则公用一个MATLAB线程，而且数据都是共享的，本文将使用全局引擎。MATGEAR中的引擎集成类MEngine 如下：

class MEngine
{
public:
//初始化函数的bSingleUse=1表示启动一个局部引擎，bSingleUse=0表示启动全局引擎。
    MEngine(BOOL bSingleUse=0);// bSingleUse=0启动全局引擎，计算空间数据共享
    virtual ~MEngine();

    BOOL IsEngineOpen();//是否候已经打开引擎
    BOOL IsSingleUse();//是否是局部引擎

    BOOL OpenEngine();//打开引擎
    BOOL CloseEngine();//关闭引擎

    void SetEngineVisible(BOOL bVisible);//设置引擎是否可见
    BOOL GetEngineVisible();

    void PutVar(char *name,MatlabData* d);//向MATLAB输入参数
    BOOL GetVar(char *name,MatlabData** d);// 获取MATLAB参数

    //执行命令
    void EvalString(char* matlabString);
    const char* GetOutPut();//执行命令后的反馈输出

protected:
    Engine *m_matlabEng;
    int     m_bInit;
    char    m_OutBuffer[MAX_OUT_PUT];//局部matlab输出
    static char    g_OutBuffer[MAX_OUT_PUT];//全局malab输出
    int     m_bSingleUse;//是否独立开启一个matlab线程，否则将共享一个MATLAB线程。
};

4.自定义关系函数

主要的调用过程为：启动MATLAB->交互（设置变量，读取变量，画曲线…)->关闭MATLAB。

定义的函数接口如下:

MAT_OPEN()	打开MATLAB引擎，重复调用将添加引用计数，只有调用相应次数的MAT_CLOSE才能关闭MATLAB
MAT_CLOSE()	关闭MATLAB
MAT_EVAL(cmd)	执行matlab命令
mat_visiable (bool)	窗口是否可见
MAT_OUT_PUT()	最近一条命令的输出
MAT_PUT_MAT_DOUBLE(name,double_value)	设置或者创建matlab变量值
MAT_PUT_INT（name,int_value)	设置或者创建matlab变量值
MAT_PUT_bool（name,bool_value)	设置或者创建matlab变量值
MAT_PUT_STRING（name,str_value)	设置或者创建matlab变量值
MAT_IS_VAR(name)	判断变量是否存在
MAT_GET_DOUBLE（name)	获得MATLAB变量值
MAT_GET_INT（name)	获得MATLAB变量值
MAT_GET_BOOL（name)	获得MATLAB变量值
MAT_GET_STRING（name)	获得MATLAB变量值

以上每个命令都对应着一个具体的结构体，整个结构体什么如下：

class user_mat_proe_func_define
{
public:
//打开MATLAB
struct m_open{
//0 输入
//1 输出:返回引用计数
static ProError Func_read (ProRelset* relset, ProMdl mdl,
char* ext_func_name, ProParamvalue* args,
ProAppData data, ProParamvalue* result);
static int UserCustomRelFuncDefine();
};
//执行命令MAT_EVAL
struct m_eval
{
//1 输入:命令表达式
//1 输出：命令输出
static ProError Func_read (ProRelset* relset, ProMdl mdl,
char* ext_func_name, ProParamvalue* args,
ProAppData data, ProParamvalue* result);
static int UserCustomRelFuncDefine();
};
//关闭MATLAB
struct m_close{
//0 输入
//1 输出:返回引用计数
static ProError Func_read (ProRelset* relset, ProMdl mdl,
char* ext_func_name, ProParamvalue* args,
ProAppData data, ProParamvalue* result);
static int UserCustomRelFuncDefine();
};

……………………..

}

以执行MATLAB命令函数为例，其具体实现代码如下：

ProError user_mat_proe_func_define::m_eval::
Func_read(ProRelset* relset, ProMdl mdl,
char* ext_func_name, ProParamvalue* args,
ProAppData data, ProParamvalue* result)
{
if (g_engine.IsEngineOpen())
{
char buf[200];
ProWstringToString(buf,args[0].value.s_val);
g_engine.EvalString(buf);
g_last_output=g_engine.GetOutPut();
}else
g_last_output=”MATLAB is not open”;

result->type = PRO_PARAM_STRING;
char buf[200];
strcpy(buf,g_last_output);
ProStringToWstring(result->value.s_val,buf);
return PRO_TK_NO_ERROR;
}
int user_mat_proe_func_define::m_eval::UserCustomRelFuncDefine()
{
ProRelfuncArg* args_array;

/*———————————————————————*\
1个变量，类型均为string,输入不能忽略
\*———————————————————————*/
ProArrayAlloc (1, sizeof (ProRelfuncArg), 1, (ProArray*)&args_array);
args_array [0].type = PRO_PARAM_STRING;
args_array [0].attributes = PRO_RELF_ATTR_NONE;
/*———————————————————————*\
注册函数，只注册读函数，写函数忽略
\*———————————————————————*/
ProRelationFunctionRegister (“mat_eval”, args_array,
Func_read, NULL, NULL,
PRO_B_FALSE, NULL);

return (PRO_TK_NO_ERROR);
}

5.函数注册

在初始化函数中注册自定义函数：

EXTERN_C int user_initialize()
{

user_mat_proe_func_define::m_open::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_eval::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_close::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_visiable::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_put_double::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_get_double::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_put_int::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_set_int::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_put_string::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_set_string::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_is_var::UserCustomRelFuncDefine();
user_mat_proe_func_define::m_output::UserCustomRelFuncDefine();

return 0;

}

6.执行效果

此后启动PROE注册插件，可以看到关系编辑的函数列表上列出了MAT自定义函数：

在关系表达式下输入下面代码

opt=mat_open()
out_put=mat_open()
out_put=mat_eval(“x=1:0.1:10;”)
out_put=mat_eval(“y=sin(x);plot(x,y);”)
opt=mat_close()

执行后发现画出一条正弦曲线，启动matlab需要一点时间：

从matlab中提取参数也有很大用处，PROE提供的函数数量很有限，连随机数rand函数都没有，下面示范一段从matlab中提取变量的代码:

opt=mat_open()
out_put=mat_open()
out_put=mat_eval(“x=rand();”)
out_put=mat_eval(“y=floor(x*100);”)
out_put=mat_eval(“z=’visualsan@yahoo.cn’;”)
out_put=mat_eval(“k=’j_sun_so_from_nuaa’;”)
x=mat_get_double(“x”)
y=mat_get_int(“y”)
z=mat_get_string(“z”)
k=mat_get_string(“k”)
opt=mat_close()

执行后查看参数列表，可以发现几个变量值都在上面：