MATLAB与VC++混合编程在悬置系统优化平台中的应用

摘 要： 首先分析了MATLAB与VC++在悬置系统优化设计编程方面的优缺点，接着阐述了悬置系统的优化设计和MATCOM转化法的基本原理，给出了求解固有特性的m文件，通过创建优化平台，结合算例和操作步骤进行混合编程，详细地提出了一种高效的优化设计编程方法。通过在系统平台的应用，表明MATCOM转化法混合编程能无缝结合，大大缩短了优化设计的周期，提高了效率。
关键词： MATLAB；VC++；混合编程；优化设计；解耦

在工程计算中，多数工程的实现几乎都要涉及多目标函数的优化，常规的解决办法是运用MATLAB或VC++软件进行编程计算，但目前这些软件都还存在一些不足。一方面MATLAB虽有强大的计算能力和强大的数据处理能力，但是由于程序不能脱离其MATLAB环境运行，限制了程序的通用性和应用开发，不利于后续编程；另一方面Visual C++程序的代码运行效率高，界面设置交互性也比较好，但是由于在函数计算能力方面的不足，很大程度上加大了编程人员对一般数学函数和算法的工作量。通过合适的编译器，结合MATLAB和Visual C++混合编程能有助于界面开发和代码重用，而且算法精确度高，可扩展性强，混合编程连接性较好[1]。
近年来随着动力总成悬置系统设计工程的发展，绝大部分研发人员在系统设计时以系统的固有频率和解耦程度为合理设计目标，运用MATLAB的GUI界面实现优化面板设计，这在一定程度上可以很好地提高运算能力，但却制约了程序升级和改进的可扩展性能力。针对这些工程问题，本文提出了一种基于MATCOM转换法的VC++与MATLAB混合编程。传统的VC++与MATLAB混合编程一般是在VC++环境下调用MATLAB编写的函数，在函数参数传递方面多用MATLAB编写优化算法函数，总是将目标函数的匿名函数作为其参数之一，以此来达到优化目标函数的目的。然而在C++语言中是不能将函数作为参数调用的，关于VC++与MATLAB混编参数调用这方面的文章也相当少，本文提出了一种解决上述参数调用的方法。由于混编后的程序可以脱离MATLAB运行，程序的速度和效率都得到了极大的提升。本文充分发挥MATCOM转换法的优势，将高难度的算法研究与实际应用结合在一起，达到了程序简洁、编程效率提高和算法更易实现的目的。
1 悬置系统优化分析
1.1 悬置系统优化原理分析
一般情况下，都是把动力总成视为刚体，同时把动力总成悬置系统视为有3个移动自由度和3个转动自由度的一个空间6自由度振动系统，对应6个模态，包括前后移动模态、左右移动模态、上下移动模态、横向转动模态、纵向转动模态和左右转动模态，悬置系统模型如图1所示。


目前应用比较普遍的模态解耦度评价指标是用模态的能量比值概念来表示的。第j阶振型中第k个自由度的振动能量占该阶运动总能量的百分比可以表示为：


采用第二种MATCOM转化法，结合算例，将MATLAB中计算函数的m文件转化为VC++可识别的文件；接着，通过创建VC++工程，将所需文件加入工程目录中。
2 VC++与MATLAB混合编程的实现