Simulink 與 VC++ 6.0 混合編程：MATLAB Engine 接口完整指南

架構總覽

VC++ 應用程式 ↔ MATLAB Engine (獨立進程) ↔ Simulink 模型
通訊管道：engine.h 提供的 13 個 C API，核心 6 個：
engOpen/Close、engEvalString、engGet/PutArray、engOutputBuffer。

VC++ 專案配置四步驟

1. 建立專案：MFC AppWizard / Win32 Console / Win32 Application 均可；
2. 設定包含目錄：
   $(MATLAB)\extern\include
$(MATLAB)\extern\include\cpp
3. 設定庫目錄：
   $(MATLAB)\extern\lib\win32\microsoft (VC6)
4. 連結庫：libeng.lib libmx.lib libmat.lib（視需求增減）。

Engine 核心 API 速查

Simulink 命令列仿真指令

[t, x, y] = sim('modelname')                           // 對話框參數
[t, x, y] = sim('modelname', timespan, options, ut)     // 指定參數
[t, x, y1, y2...] = sim('modelname', timespan, options, ut) // 多輸出

參數詳解：

• timespan：[]/Tfinal/[Tstart Tfinal]/輸出時間向量；
• options：simset 產生的結構體，最高優先權覆蓋模型設定；
• ut：[t, u1, u2...] 輸入矩陣，每欄對應一個 Inport。

VC++ 驅動 Simulink 完整流程

Engine* ep = engOpen(NULL);
if (!ep) { /* 錯誤 */ }

// 1. 載入模型
engEvalString(ep, "modelname");  // 或 open_system('modelname')

// 2. 設定仿真時間 (VC double[] → MATLAB mxArray)
double timespan[2] = { m_fStartTime, m_fStopTime };
mxArray* T = mxCreateDoubleMatrix(1, 2, mxREAL);
memcpy(mxGetPr(T), timespan, 2*sizeof(double));
engPutArray(ep, "T", T);  // 送入工作區變數 T
mxDestroyArray(T);

// 3. 設定 Solver（剛性系統需 ode15s/ode23s 等）
engEvalString(ep, "set_param('modelname', 'Solver', 'ode15s')");

// 4. 執行仿真
engEvalString(ep, "[t, x, y] = sim('modelname', T);");

// 5. 取回結果
mxArray* yArr = engGetArray(ep, "y");
double* yData = mxGetPr(yArr);
int rows = mxGetM(yArr), cols = mxGetN(yArr);
// 複製到 VC 容器...
mxDestroyArray(yArr);

engClose(ep);

關鍵技術難點與對策

1. Solver 選擇與剛性系統

• 非剛性：ode45(RK45 中階、最常用)、ode23(RK23 低階、快)、ode113(Adams)；
• 剛性：ode15s(NDF 變階)、ode23s(Rosenbrock 2階)、ode23t(梯形)、ode23tb(TR-BDF2)；
• 程式指定 Solver 僅影響當次仿真，模型預設不變；若模型預設非剛性而實際為剛性，仿真會報警但仍按程式指定執行。

2. VC ↔ MATLAB 資料類型轉換

核心模式：mxArray 為橋樑，mxGetPr 取得 double*，配合 memcpy 雙向複製。

// VC → MATLAB
double src[100]; 
mxArray* M = mxCreateDoubleMatrix(10, 10, mxREAL);
memcpy(mxGetPr(M), src, 100*sizeof(double));
engPutArray(ep, "M", M);

// MATLAB → VC
mxArray* M = engGetArray(ep, "M");
double* dst = new double[mxGetNumberOfElements(M)];
memcpy(dst, mxGetPr(M), mxGetNumberOfElements(M)*sizeof(double));
mxDestroyArray(M);

其他類型：mxCreateNumericMatrix 指定 mxINT32_CLASS 等，對應 mxGetData 取 void*。字串用 mxCreateString/mxArrayToString。

3. 常見坑點

• MATLAB Engine 另起進程，啟動較慢（秒級），適合批次/離線計算，不適合高頻即時控制；
• engEvalString 同步阻塞，長時間仿真會凍結 UI，需放工作執行緒；
• 大量資料傳輸開銷大，考慮共享記憶體 / MAT 檔案中轉；
• 部署機器需安裝完整 MATLAB（非 Runtime），授權成本高。