基于BP神经网络的电火花线切割(WEDM)工艺仿真系统需要具有工艺数据库管理 、工艺效果预测、加工参数优化等设计功能。借助Matlab的神经网络工具箱，可 以建立良好的工艺效果预测模型和参数优化模型，这正是工艺仿真软件最主要的 功能要求。VB是Windows操作系统下优秀的可视化编程工具软件，在用户界面设计 和快速开发等方面具有独特的优势。同时，Matlab仿真软件以其强大的科学计算 功能和开放式开发思想使其成为当前最为流行的仿真计算工具。综合两种开发环 境各自的优势，可采用VB与Matlab混合编程的方法实现工艺仿真软件的编程开发 。
在VB开发环境下制定前台用户界面，利用Matlab强大的计算功能实现后台模型 的实时仿真。为了实现前台界面与后台仿真环境间的数据传递，应用ActiveX自动 化技术进行VB与 Matlab之间的接口设计，通过建立在VB应用程序和Matlab仿真环 境之间的ActiveX自动化连接，实现了在VB环境下对Matlab仿真命令的调用，并在 VB友好的用户界面中实时显示仿真结果。
1 VB与Matlab间的接口分析
1.1 VB与Matlab接口形式
为了能够充分利用Matlab系统提 供的丰富函数库，Matlab本身提供了应用程序接口API(Matlab application program interface)。因此，VB与Matlab接口设计有多种实现方式。
(1) 借用C++与Matlab的接口，将Matlab的程序文件(*．M)编译为动态链接库(*．DLL) ，VB在代码中调用生成DLL中的函数，以实现算法，便于用户脱离Matlab环境使用 。由于算法部分采用C++语句，运行速度较快，可应用于实时运算。但是这种方法 对开发者在设置和编程上都有较高的要求。
(2)通过使用嵌入VB中矩阵函 数库MatrixVB的方法实现接口。MatrixVB是第三方插件，利用与Matlab相似的函 数、语法嵌入到VB中，可以像使用VB的函数、命令一样使用Matlab函数。这种方 法的语法和函数使用比较简单，编程效率很高，几乎完全可以融入VB语言，特别 是对图形的处理非常方便，弥补了其他方法在图形处理上的弱点。但由于它仍然 采用解释执行，执行效率较低，因此实时运算难以实现，特别对于 Matlab各类工 具箱的调用尤为困难。
(3)在Visual Basic中通过调用Matlab的引擎接口 ，使用Windows的ActiveX技术与Matlab进行数据交互。通过Object．Execute语句 在程序中直接使用Matlab提供的函数库和图形库。
1.2 ActiveX自动化技 术
ActiveX 是一种支持组件集成MicroSoft Windows协议的自动化技术， 通过ActiveX技术可以将不同环境下开发的组件集成到一个应用程序中；ActiveX 同时又是一种面向对象技术，属于组件对象模型(COM)的子类。COM为所有的 ActiveX对象定义了对象模型，每个ActiveX对象支持一定的接口，即支持不同的 方法、属性和事件。利用这些方法执行相应的动作，帮助客户端实现一定的功能 。Matlab支持两种类型的ActiveX技术：ActiveX控制容器和ActiveX Automation 。ActiveX控制容器可以将不同的ActiveX控件集成在一个应用中；而ActiveX Automation是一种允许一个应用程序(客户端)去控制另一个应用程序(服务器端) 的协议。在本文中，Matlab是服务器端，VB是客户端，通过 Automation，客户端 可以执行Matlab命令，并与Matlab的工作空间进行数据交换，以达到调用Matlab 来训练神经网络的目的。
2 ActiveX技术在接口设计中的应用
Matlab ActiveX自动化服务的功 能主要包括在Matlab工作空间执行Matlab命令，直接对工作空间进行存取矩阵操 作等。
Matlab 提供了一个自动化对象，其外部名称为Matlab． Application，支持COM技术。外部程序(如VB)通过COM技术提供的函数，得到自动 化服务器对象支持的指针，并通过调用接口函数控制和使用自动化对象。在VB应 用程序中，创建了Matlab的ActiveX对象后，就可以使用这个对象所包含的各种方 法来实现对Matlab的调用。Matlab．Application对象含有3种方法，分别是 Execute，GetFullatrix和 PutFullMatrix。
(1)BSTR Execute([in]BSTR Command)：BSTR表示宽字符串类型，它与VB存储字符串所采用的数据格式相同。 该方法接收字符串命令并在Matlab中执行，将结果以字符串形式返回。
(2)void GetFullMatrix([in]BSTR Name[in]BSTR Workspace，[in，out] SAFEARRAY(douMe)*pr， [in，out]SAFEARRAY(double)*pi)：GetFullMatrix方法 从指定的工作空间检索一个完整的实型或虚型 mxArray，其实部和虚部被分别存 放到2个单独的Double型数组中。可以利用GetFullMatrix方法将Matlab中的一个 矩阵变量传送到VB程序中的一个一维或二维数组中。其中，Name指定了Matlab中 的矩阵变量名；Workspace指定了该矩阵所在的Matlab工作区；pr 指VB程序中的 实部数组；pi指VB程序中的虚部数组。
(3)void PutFullMatrix([in]BSTR Name，[in]BSTRWorkspaee，[in，out]SAFEARRAY(double)*pr， [in，out] SAFEARRAY(double)*pi)：PutFullMatrix方法将一个mxArray放入指定的工作空间 。各参数的含义及调用方法与GetFullMatrix方法类似。
3 VB调用Matlab 在WEDM仿真软件开发中的应用
基于BP神经网络的电火花线切割(WEDM)工艺 仿真系统主要用于实现工艺数据库的管理、工艺效果的预测、加工参数的优化等 功能。在VB开发环境中调用Matlab的神经网络工具箱，是为了建立工艺效果的预 测模型和加工参数优化模型，这是仿真系统的主要功能。建模部分的核心代码如 下：
该部分程序的作用是VB把用户输入的参数传到Matlab空间，在Matlab的 空间中利用神经网络工具箱训练网络，将结果输出。进而实现仿真系统几个模型 的建模。array 1是训练神经网络时的样本输入数据，包括工件厚度T(单位：mm) 、脉冲宽度tON(单位：s)、脉冲间隔tOFF(单位：s)、峰 值电流IP(单位：A)、间隙电压VS(单位：V)；array 2是 样本输出数据，包括切割速度vw(单位：mm2／min)表面粗糙度 Ra(单位：μm)。图1为线切割工艺仿真系统主控界面，包括加工参 数数据库、系统建模、工艺效果的预测及参数优化等部分。建立模型时，首先利 用数据库中的参数训练模型，模型训练完成后，便可以对不同加工参数所对应的 加工效果进行预测，并对给定材料、厚度条件下的加工参数进行优化，给出优化 结果。