基于ActiveX 的飛控加載載荷計(jì)算軟件設(shè)計(jì)

唐曦文

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院民用飛機(jī)模擬飛行國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

在飛控系統(tǒng)地面模擬試驗(yàn)中需要通過(guò)已知的舵面角度θ和力矩值M來(lái)計(jì)算加載系統(tǒng)施加在舵面上相應(yīng)的載荷力F。 通常將舵面角度θ和力矩值M輸入到EXCEL 中， 利用EXCEL 軟件的公式編輯功能來(lái)計(jì)算載荷力F。 這種方法需要掌握一定的OFFICE 操作技巧， 不夠簡(jiǎn)單、 直觀， 而且EXCEL 在生成數(shù)據(jù)圖像時(shí)具有一定的局限性，后期無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析。 在此，筆者設(shè)計(jì)了一套飛控加載載荷計(jì)算軟件， 只需通過(guò)UI 輸入舵面角度θ和力矩值M即可直接計(jì)算出相應(yīng)的載荷力F，并且可將計(jì)算出的數(shù)據(jù)保存，快速生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)圖像，且利用軟件本身的強(qiáng)大功能可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)光標(biāo)點(diǎn)捕捉、增加數(shù)據(jù)標(biāo)注點(diǎn)等功能以進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)，極大地提高了數(shù)據(jù)的計(jì)算效率和分析能力。

1 軟件設(shè)計(jì)構(gòu)架

軟件構(gòu)架采用模塊/扁平化方式設(shè)計(jì)。模塊按功能劃分為副翼載荷計(jì)算、方向舵載荷計(jì)算、升降舵載荷計(jì)算、水平安定面載荷計(jì)算、縫翼載荷計(jì)算、襟翼載荷計(jì)算和擾流板載荷計(jì)算，各模塊之間相互獨(dú)立，便于后期代碼維護(hù)和功能擴(kuò)展、升級(jí)。

2 軟件功能簡(jiǎn)介

以縫翼載荷計(jì)算模塊為例，軟件有兩種方式計(jì)算載荷力F：

a. 單點(diǎn)模式。 先確定好通道和舵面狀態(tài)后，用戶輸入給定的舵面角度θ和力矩值M，然后點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕，便可直接顯示對(duì)應(yīng)的力臂L和載荷力F。 此時(shí)，用戶也可點(diǎn)擊“添加”按鈕，將計(jì)算出的數(shù)值添加到“載荷譜表格”中。

b. 導(dǎo)入模式。 確定好通道和舵面狀態(tài)后，點(diǎn)擊“導(dǎo)入數(shù)據(jù)”按鈕，讀取存儲(chǔ)在EXCEL 文件中的舵面角度θ和力矩值M并添加到 “載荷譜表格”中，同時(shí)計(jì)算出對(duì)應(yīng)的力臂L和載荷力F后也添加到“載荷譜表格”中。

用戶通過(guò)上述兩種方式添加數(shù)據(jù)至“載荷譜表格”后，得到了一張包含通道/舵面狀態(tài)信息的完整數(shù)據(jù)（舵面角度θ、力矩值M、力臂L和載荷力F）表，即載荷譜。 此時(shí)，用戶可點(diǎn)擊“導(dǎo)出數(shù)據(jù)”按鈕，將“載荷譜表格”中的數(shù)據(jù)保存成EXCEL 文件。用戶可根據(jù)“載荷譜表格”中的數(shù)據(jù)選擇“X”、“Y”軸所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)名稱生成函數(shù)圖像，函數(shù)圖像還具有動(dòng)態(tài)光標(biāo)點(diǎn)捕捉和添加數(shù)據(jù)標(biāo)注點(diǎn)的功能。 用戶還可點(diǎn)擊“保存圖片”按鈕將生成的函數(shù)圖像保存成圖片文件。 軟件的功能界面如圖1所示。

3 基于ActiveX 實(shí)現(xiàn)軟件調(diào)用EXCEL

LabWindows/CVI 通過(guò)ActiveX 生成可識(shí)別的.c、.h、.fp、.obj、.sub 等后綴程序文件［1］。 其中，fp為函數(shù)面板文件，LabWindows/CVI 可通過(guò)fp 函數(shù)面板文件提供的庫(kù)函數(shù)調(diào)用EXCEL［2］。 具體方法步驟如下：

a. 從LabWindows/CVI 的Tools 菜單中選擇“Create ActiveX Controller”（圖2）；

圖1 軟件功能界面

b. 選擇對(duì)應(yīng)所需調(diào)用EXCEL 的對(duì)象庫(kù)接口（圖3）；

c. 生成可調(diào)用EXCEL、 后綴名為.fp 的面板函數(shù)文件（圖4）［3］。

圖2 ActiveX 控制器創(chuàng)建界面

圖3 EXCEL 對(duì)象庫(kù)接口調(diào)用界面

圖4 生成面板函數(shù)文件界面

通過(guò)上述步驟，LabWindows/CVI 可通過(guò)添加的面板函數(shù)文件中提供的各種庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)EXCEL 的調(diào)用。

4 LabWindows/CVI 與EXCEL 的數(shù)據(jù)通信

當(dāng)LabWindows/CVI 通過(guò)添加面板函數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)用EXCEL 時(shí)， 本軟件通過(guò)面板函數(shù)中提供的各種庫(kù)函數(shù)與EXCEL 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信， 包括對(duì)EXCEL 數(shù)據(jù)的讀取和保存，這也是本軟件的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

4.1 軟件讀取EXCEL 數(shù)據(jù)

軟件讀取EXCEL 數(shù)據(jù)的步驟如下：

a. Excel_NewApp()，Excel_SetProperty()，打開(kāi)EXCEL，并設(shè)置其可見(jiàn)屬性為真；

b. Excel_GetProperty()，獲得EXCEL 的“工作簿”屬性；

c. Excel_WorkbooksOpen()，打開(kāi)所需讀取的EXCEL 文件；

d. Excel_GetProperty()，獲得EXCEL 的“工作表”屬性；

e. Excel_SheetsItem()，獲得EXCEL“第一張表”屬性；

f. Excel_WorksheetRange()，獲得EXCEL 中數(shù)據(jù)單元格“范圍”；

g. Excel_RangeGetItem()，CA_VariantGetDispatch()，CA_CreateObjHandleFromIDispatch()，Excel_GetProperty()，獲得EXCEL 中單元格的數(shù)據(jù)；

h. CA_VariantHasDouble()，判斷單元格中是否有數(shù)據(jù)，若沒(méi)有則跳出讀取數(shù)據(jù)循環(huán)；

i. CA_VariantGetDouble ()，EXCEL 數(shù) 據(jù) 為variant 型， 賦值給軟件的table 控件前必須轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型；

j. CA_VariantClear()，CA_DiscardObjHandle()，釋放EXCEL 相關(guān)的各種句柄變量。

4.2 軟件存儲(chǔ)EXCEL 數(shù)據(jù)

軟件存儲(chǔ)EXCEL 數(shù)據(jù)的步驟如下：

a. Excel_NewApp()，Excel_SetProperty()，打開(kāi)EXCEL，并設(shè)置其可見(jiàn)屬性為真；

b. Excel_GetProperty()，獲得EXCEL 的“工作簿”屬性；

c. Excel_WorkbooksAdd()， 新 增EXCEL 的“工作簿”；

d. Excel_GetProperty()，Excel_SheetsItem()，獲得“工作簿”中第一張“工作表”；

e. Excel_WorksheetRange()，獲 得EXCEL 中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)單元格“范圍”；

f. CA_VariantSetCString()，CA_VariantDouble()，Excel_RangeSetItem()，EXCEL 數(shù)據(jù)為variant 型，軟件table 控件中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到EXCEL 中之前需先進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換；

g. CA_VariantClear()，CA_DiscardObjHandle()，釋放EXCEL 相關(guān)的各種句柄變量。

5 結(jié)束語(yǔ)

筆者設(shè)計(jì)的飛控加載載荷計(jì)算軟件利用ActiveX 實(shí)現(xiàn)了LabWindows/CVI 對(duì)EXCEL 的調(diào)用，可使載荷譜數(shù)據(jù)在軟件與EXCEL 之間傳輸，利用LabWindows/CVI 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能分析了載荷譜數(shù)據(jù)， 并可將載荷譜數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在EXCEL中。 軟件人機(jī)對(duì)話界面友好，操作簡(jiǎn)單、快捷，提高了數(shù)據(jù)分析效率，極大地減輕了試驗(yàn)人員的工作負(fù)擔(dān)。