第5章 MATLAB混合编程技术.ppt

1、第5章 MATLAB混合编程技术,5.1 概述,利用MATLAB COM生成器和Excel 生成器，可以快速实现基于MATLAB的混合编程，实现复杂的算法应用。,5.2COM生成器（COM Buuilder）,COM（Component Object Model，组件对象模型）是以组件为发布单元的对象模型，是一系列面向对象技术和工具的集合。 由于COM是建立在二进制级别上的规范，所以组件对象之间的交互规范不依赖于任何特定的语言。 MATLAB提供了COM生成器。COM生成器提供了实现MATLAB独立应用的一种新途径。它能把MATLAB开发的算法做成组件，这些组件作为独立的COM对象，可以直接被

2、C+、VB、VC、C#、JAVA或其他支持COM的语言所引用,5.2.1 创建nnToolKit的COM组件,1创建nnToolKit工程（MATLAB6.5环境下） 在MATLAB命令行中输入命令comtool，打开MATLAB COM Builder对话框,5.2.1 创建nnToolKit的COM组件,在“File”菜单中选择“New Project”选项，将弹出“New Project Setting”对话框 填写相关项目后点“OK” ,弹出确认对话框。,5.2.1 创建nnToolKit的COM组件,点击OK按钮，将在指定目录下自动创建一个新的工程文件nnToolKit.cbl,5.

3、2.1 创建nnToolKit的COM组件,2管理M文件 点击Add File按钮或从Project菜单中选择Add File选项，将已调试好的神经网络相关函数（LmTrain.m、LmSimu.m等）加入到项目中。,5.2.1 创建nnToolKit的COM组件,3生成nnToolKit组件 通过“Build”菜单中的“COM Object”选项或直接点击“Build”按钮来调用MATLAB编译器，把中间源文件写到D:MATLAB6p5worknnToolKitsrc目录中，将必要的输出文件写到D:MATLAB6p5worknnToolKitdistrib目录中，“Build Status”

4、面板显示生成过程的输出如图所示,5.2.1 创建nnToolKit的COM组件,4打包和分发组件 从“Component”菜单中选择“Package Component”选项，将创建安装文件，点击安装文件即可在想要安装的机器上安装该工具包,5.2.2 nnToolKit组件的安装,直接运行nnToolKit.exe自解压安装文件，按提示继续操作，完成相关组件的注册，直至nnToolKit工具包安装成功 。,5.2.2 nnToolKit组件的安装,根据系统安装时的提示，手工配置环境变量信息。 若工具包安装在C:2NSOFTPFnnToolKit目录，则配置操作如下： 我的电脑-属性-环境变量，

5、将“C:2NSOFTPFnnToolKitbinwin32”加到path路径中。,5.2.3 VB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,1、创建神经网络应用工程 打开Visual Basic开发环境，并创建一个新的工程，取名为NetProj。在NetProj工程中，创建两个模板文件CBpnFile.bas，CNetPara.bas和三个窗体表单文件frmAbout.frm，frmLmNet.frm，frmUnitary.frm，其中frmLmNet.frm为系统主界面，在空白的窗体中添加控件，如图5-6所示，并按表5-2中的内容设置控件属性,5.2.3VB调用nnToolKit神经

6、网络工具包实现混合编程,2、在工程中引用nnToolKit库 点击菜单“Project/References”，加载nnToolKit类型库。,5.2.3 VB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,在Visual Basic环境下，点击View/Object Browser” 类中成员函数的参数形式与.M文件里的参数形式是不同的,5.2.3 VB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,VB调用nnToolKit神经网络工具包程序,5.2.3 VB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,系统运行时，为何报下图所示的错误？ 1、神经网络工具包未能正确安装。平台安装到

7、最后时会出现一个DOS界面(用户如果直接关掉该安装界面，将致使神经网络工具包未能安装)，如果是第一次安装，用户一般只需选择默认安装即可（回车操作），如果以前安装过，请选择覆盖操作； 2、多次安装工具包时未能将以前的应用删除掉从而导致。如果是这种情况，请将以前的安装过程中产生的相应文件夹（bin及toolbox）及文件删除掉，再重新安装工具包，安装过程中最好选择默认安装； 3、系统中曾安装多个MATLAB的不同版本，如同时安装有MATLAB6.5，MATLAB7.0，则要求修改环境变量的配置信息； 4、未正确配置环境变量,5.2.4 CB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,在CB中

8、创建基于nnToolKit的自定义VCL组件 在图书配套的源程序中，已经建有一个VCL工程，打开项目文件nnToolKit.bpk，出现右图所示的对话框：,5.2.4 CB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,编译项目文件后，再点击“install”操作，安装完成后，在当前开发环境下的ActiveX的组件页中会出现nnToolKit ActiveX控件，如下图所示：,5.2.4 CB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,2创建神经网络应用工程 打开C+ Builder开发环境，并创建一个新的工程，取名为NetProj。在主窗体中加载一个TPageControl控件，并在

9、其中增加两个页面，一个对应网络训练，如右图所示,5.2.4 CB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,2创建神经网络应用工程 打开C+ Builder开发环境，并创建一个新的工程，取名为NetProj。在主窗体中加载一个TPageControl控件，并在其中增加两个页面，一个对应网络仿真，如右图所示,5.2.4 CB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,3加载nnToolKit ActiveX控件 从工具条ActiveX的组件页中，将nnToolKit ActiveX控件拖至设计窗体中，这时在头文件中将自动加入一行： #include nnToolKit_OCX.h 在

10、构造函数中自动定义一个类TnnToolKit对象： TnnToolKit *nnToolKit1; 在实现文件中也会自动加入一行： #pragma link nnToolKit_OCX,5.2.4 CB调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,程序,5.2.5 VC调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,1创建MFC工程打开Viusal C+，新建一个MFC AppWizardexe单文档工程lm。在“操作”菜单中增加两个菜单项“训练”和“仿真”，同时在工程中相应增加两个对话框，类名为CSDlg和CTDlg，分别对应“训练”和“仿真”菜单项。 “训练”界面设计如右图,5.2.

11、5 VC调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,“仿真”界面设计如右图所示,5.2.5 VC调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,2将nnToolKit动态库导入VC 使用MFC ClassWizard，添加一个新类，选择From a type of library，在弹出的对话框中选中nnToolKit.dll,5.2.5 VC调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,确定后，在workspace中可以发现这时自动产生了类InnToolKit。,5.2.5 VC调用nnToolKit神经网络工具包实现混合编程,VC调用nnToolKit神经网络工具包程序,5.3

12、 Excel生成器（Excel Builder）,MATLAB还提供了一个称为Excel生成器的工具，利用该工具，可以生成DLL组件和VBA代码。利用DLL组件，可以进行与前面COM生成器组件相似的操作。VBA代码可以在Excel的Visual Basic编辑器中直接使用，可以保存为插件（Add-Ins）。 Excel生成器创建的COM对象暴露给VB程序环境一个类，该类包含一系列称为方法的函数，对应于包含在组件工程中的原始MATLAB函数。,5.3 Excel生成器（Excel Builder）,5.3.1 创建nnxToolKit的Excel插件 1创建nnxToolKit工程 在MATLA

13、B命令行中输入命令mxltool，打开MATLAB Excel生成器主窗口,5.3.1 创建nnxToolKit的Excel插件,2管理M文件和MEX文件（神经网络相关函数） 创建工程后，主窗口的“Project”，“Build”和“Component”等菜单选项变为可用，点击“Add File”按钮或从“Project”菜单中选择“Add File”选项，在工程中将已调试好的神经网络相关函数（LmTrain.m、LmSimu.m等）加入到项目中。 使用Remove按钮或从Project菜单中选择Remove File选项，将删除所有已经选定的M文件或MEX文件。点击Edit按钮或从Proje

14、ct菜单中选择Edit File选项，或双击M文件的文件名，将在MATLAB编辑器中打开选定的M文件，并可以进行修改和调试。,5.3.1 创建nnxToolKit的Excel插件,3生成nnxToolKit组件 定义好工程设置并添加了相关神经网络函数后，点击Build按钮来调用MATLAB编译器，生成一个可配置的DLL文件和必要的VBA代码。在工程目录下生成srcdistrib两个目录，分别放置中间源文件和输出文件,5.3.1 创建nnxToolKit的Excel插件,4打包和发布组件 如果模块编译成功，并且创建了Excel插件以后，就可以包装组件生成自解压可执行程序的名称为nnxToolKi

15、t.exe,5.3.2 nnxToolKit组件的安装,直接运行nnxToolKit.exe安装文件，程序首先完成自解压，然后进入安装过程，具体步骤类似于nnToolKit的安装 。 安装过程演示,5.3.3 nnxToolKit组件集成到VBA,1）启动Excel。 2）从Excel主菜单中，按顺序选择“工具”“宏”“Visual Basic编辑器”，启动Excel的Visual Basic编辑器。 3）在编辑器的“工具”菜单中选择“引用”选项，显示“引用”对话框。在该对话框中选择nnxToolKit 1.0 Type Library和MWComUtil 1.0 Type Library。

16、插件需要一些初始化代码和一些全局变量来控制应用程序的状态。要达到这个目的，按照后面的步骤实现Visual Basic代码模块。 4）在工程窗口中右击VBAProject选项并从弹出式菜单中按顺序选择“插入”“模块”。 5）在VBAProject中的Modules下面出现一个新的模块。在该模块的属性页中，将Name属性设置为LmNetMain，如图所示。,5.3.3 nnxToolKit组件集成到VBA,在LmNetMain模块中输入下面的代码,5.3.4 创建图形用户界面,按照以下步骤创建一个新的用户窗体，并在窗体上添加必要的控件。 1) 在工程窗口中右击VBAProject选项，并从弹出式菜

17、单中按顺序选择“插入” “用户窗体”选项。 2) 现在，在VBA工程中，一个新的窗体显示在Forms下面。在窗体的属性页中，将Name属性设置为frmLmNet，将Caption属性设置为：VBA调用nnxToolKit示例。 3) 给空白的窗体中添加控件，如图5-20所示，并按表5-4中的内容设置控件属性。,5.3.4 创建图形用户界面,右击窗体并从弹出式菜单中选择“查看代码”选项。然后在代码窗口中输入下面的代码,5.3.4 创建图形用户界面,集成的最后一步是给Excel添加一个菜单选项。这样，就可以从Excel的“工具”菜单中调用该工具了。进行这一步工作，需要为工作簿的AddinInsta

18、ll和AddinUninstall事件添加事件句柄。该菜单项调用LoadLmNet模块中的LoadLmNet函数。按照下面的步骤实现菜单选项： 在Visual Basic工程窗口中右击ThisWorkbook选项，并从弹出式菜单中选择“查看代码”选项，结果如图5-21所示。,5.3.4 创建图形用户界面,将下面的代码放到ThisWorkbook对象中,5.3.5 保存和测试插件,1) 将插件命名为“VBA调用nnxToolKit示例”，按照下面的步骤保存它： 在Excel主菜单中依次选择“文件”“属性”； 当“Workbook属性”对话框出现时，选择“摘要信息”选项卡，并输入“VBA调用nnx

19、ToolKit示例”作为工作簿的标题； 点击“OK”，保存编辑内容； 从Excel主菜单中依次选择“文件”“另存为”； 在“另存为”对话框中选择“Microsoft Excel Add-In(*.xla)”作为文件类型； 输入“LmNet.xla”作为文件名，并点击“保存”按钮，保存插件。 在分发插件以前，对它进行测试。,5.3.5 保存和测试插件,2) 通过下面的步骤完成示例程序： 启动一个新的Excel进程，它有一个空白的工作簿； 从菜单中依次选择“工具”“加载”，打开“加载宏”对话框； 在“加载宏”对话框中单击“浏览”按钮； 找到LmNet.xla文件并单击“确定”按钮； 在列表框中找到

20、“VBA调用nnxToolKit示例”插件，选择它； 点击“OK”按钮，装载插件。 本插件在Excel的“工具”菜单下安装一个菜单项。可以通过依次选择“工具”“VBA调用nnxToolKit示例”来显示本神经网络应用的图形用户界面。,5.3.6 分发应用程序,将COM组件和所有的支持库打包到一个自解压可执行程序nnxToolKit.exe中。这样，本包就可以安装到其他需要使用nnxToolKit组件的计算机上了。同样需要将LmNet.xla文件复制到所有的在Excel中使用本组件的计算机中。,5.3.7 应用示例,1案例描述 窃电者为了达到窃电目的，往往采用各种窃电手法进行窃电，手法五花八门，但万变不离其宗，最常见的是从电能计量原理入手。一个电能表计量电量的多少，主要决定于电压、电流、功率因数三因素和时间的乘积，因此，只要想办法改变三要素中的任何一个要素都可以使电表慢转、停转甚至反转，从而达到窃电的目的；另外，通过采用改变电能表本身的结构