北太天元大赛版更新日志

标签: 数模竞赛 软件版本更新

北太天元社区支持 2026-08-10 15:32:27

一、基本信息


北太天元科学计算与系统仿真软件大赛版20260824



二、功能新增

  1. 主体函数新增

  • 数学函数

函数描述
griddata对二维或三维散点数据插值                                                          
griddatan对 N 维散点数据插值
scatteredInterpolant对二维或三维散点数据插值
RandStream随机数流
RandStream.create创建统计独立的随机数流
RandStream.list列出随机数生成器算法
RandStream.getGlobalStream                                                获取当前全局随机数流
RandStream.setGlobalStream设置全局随机数流
reset重置随机数流
nufft非均匀快速傅里叶变换
nufftnN 维非均匀快速傅里叶变换
centrality衡量节点的重要性
transreduction传递归约
transclosure传递闭包
isisomorphic确定两个图是否同构
isomorphism计算两个图之间的同构
  • 数据导入与分析函数

函数描述
dlmread                                                                                               将 ASCII 分隔的数值数据文件读取到矩阵                                
dlmwrite将矩阵写入到 ASCII 分隔文件
VideoReader创建对象以读取视频文件
hasFrame确定是否有视频帧可供读取
read读取一个或多个视频帧
readFrame读取下一个视频帧
VideoWriter创建对象以写入视频文件(当前仅支持Windows系统)
open打开文件以写入视频数据
close写入视频数据之后关闭文件
writeVideo将视频数据写入到文件
readcell基于文件创建元胞数组
readlines以字符串数组形式读取文件行
readvars从文件中读取变量
writecell将元胞数组写入文件
  • 绘图函数

函数描述
saveas                                                                                                   将图窗保存为特定文件格式                                                          
exportgraphics导出图窗或图
  1. 工具箱函数新增

  • 统计与机器学习工具箱

函数描述
rcoplot                              残差观测顺序图
stepwise逐步回归的交互式工具
onehotencode将数据标签编码为独热向量
onehotdecode将独热向量解码为类别标签
fitglme拟合广义线性混合效应模型
refit  重构广义线性混合效应模型
GeneralizedLinearMixedModel                                                  广义线性混合效应模型类
predict预测广义线性混合效应模型的响应
random从拟合的广义线性混合效应模型生成随机响应
fitted广义线性混合效应模型的拟合响应值
coefCI广义线性混合效应模型系数的置信区间
coefTest广义线性混合效应模型的固定效应与随机效应假设检验
compare比较广义线性混合效应模型
covarianceParameters提取广义线性混合效应模型的协方差参数
residuals拟合的广义线性混合效应模型的残差
response广义线性混合效应模型的响应向量
fitrsvm拟合支持向量机回归模型
CompactRegressionSVM紧凑型支持向量机回归模型
predict使用支持向量机回归模型预测响应
discardSupportVectors舍弃线性支持向量机(SVM)回归模型的支持向量
loss支持向量机回归模型的回归误差
RegressionSVM支持向量机回归模型
fitrkernel使用随机特征展开拟合高斯核回归模型
predict预测高斯核回归模型的响应
RegressionKernel使用随机特征展开的高斯核回归模型
loss高斯核回归模型的回归损失
resume恢复训练高斯核回归模型
fitrtree拟合用于回归的二元决策树
RegressionTree回归树
CompactRegressionTree紧凑型支持向量机回归模型
nodeVariableRange获取决策树节点的变量范围
predictorImportance回归树的预测变量重要性估计
view查看回归树
loss回归树模型的回归误差
predict使用回归树模型预测响应
ClassificationKernel使用随机特征展开的高斯核分类模型
loss高斯核分类模型的分类损失
predict预测高斯核分类模型的标签
resume恢复训练高斯核分类模型
fitckernel使用随机特征展开拟合二元高斯核分类器
rocmetrics用于二元分类器与多类分类器的受试者工作特征(ROC)曲线及性能指标
addMetrics计算额外的分类性能指标
average计算多类问题中平均受试者工作特征(ROC)曲线的性能指标
plot绘制受试者工作特征(ROC)曲线及其他性能曲线
aucROC 曲线或精确率-召回率曲线下的面积
modelOperatingPointrocmetrics 对象的工作点
anova方差分析(ANOVA)结果
groupmeans方差分析的均值响应估计
multcompare方差分析的均值多重比较
stats方差分析表
varianceComponent方差分析中的方差分量估计
boxchart方差分析的箱线图
plotComparisons方差分析的均值多重比较图
  • 深度学习工具箱

函数描述
mapminmax                           数据归一化处理函数,将矩阵各行数据映射到指定范围,默认范围为 [-1, 1]
newff前馈神经网络创建函数,用于构建传统 BP 神经网络结构
minmax计算矩阵每一行的最小值和最大值,返回各输入变量的取值范围,常用于 newff 创建网络时指定输入范围
train神经网络训练函数,用于根据样本数据训练 newff 创建的网络
sim神经网络仿真/预测函数,用于计算训练后网络对输入数据的输出结果
  1. 插件新增

  • SymPy

SymPy插件在 2025 版基础上完成了底层架构重构,实现对 M 语言语法兼容。全量功能详见下表:

函数描述
sym                                                                                                        创建单个符号变量                                                                            
syms创建单个或者多个符号变量                                                 
cumprod符号累积乘积
cumsum符号累积和
series皮瑟级数
taylor泰勒级数
symsum符号级数求和
symprod级数的乘积
vpasum使用变精度进行数值求和
ilaplace拉普拉斯逆变换
laplace拉普拉斯变换
limit符号表达式的极限
diff符号微分
int定积分与不定积分
vpaintegral可变精度算术进行高精度的数值积分
integrateByParts分部积分
vpasolve数值求解符号方程
solve方程和方程组求解器
dsolve求解微分方程组
vpa可变精度算术(任意精度算术)
subs符号代换
double将符号转化为浮点数
fourier符号表达式的傅里叶变换
ifourier符号表达式的傅里叶逆变换
eq创建符号等式
simplify代数简化
sqrt求符号表达式的平方根
abs符号绝对值
exp符号指数
log符号对数
acos符号反余弦
asin符号反正弦
atan符号反正切
cos符号余弦
sin符号正弦
tan符号正切
acosh符号反双曲余弦
asinh符号反双曲正弦
cosh符号双曲余弦
sinh符号双曲正弦
tanh符号双曲正切


三、功能优化

  1. 工具箱优化

  • 优化工具箱

函数描述
fmincon                                                                               

1. 完善逐序列二次规划算法 sqp 和 sqp-legacy,包含两种实现                  
 2. 支持信赖域反射算法

quadprog1. 支持信赖域算法和内点法 2. 支持更多options选项
linprog支持更多options选项,并验证参数的有效性
intlinprog支持更多options选项,并验证参数的有效性
fminbnd/intlinprog/lsqnonneg/fzero支持结构体问题形式的输入
optimoptions重构为类对象形式,并支持对所有优化函数设置
resetoptions根据重构后的 optimoptions 更新实现


符号计算功能更新(2026/08/24)


一、功能新增

  1. SymPy插件新增

函数描述
str2sym                                  将字符串显式转换为符号表达式或北太天元风格符号矩阵
sym2double将可数值化的标量符号表达式转换为 double
nsimplify支持直接传入数值、字符串或符号表达式,并支持容差及名称-值参数
nfloat将表达式中的数值常数转换为指定精度的浮点形式
symeq创建符号等式,支持数值和符号对象混合输入
isequal根据符号数学等价关系判断表达式是否相等
assumeAlso在保留已有假设的基础上增加条件
assumptions查询符号变量的显式假设
trigsimp使用三角恒等关系化简表达式
expand_trig展开和角、倍角等三角表达式
fu使用 FU 规则化简三角表达式
cancel约去有理表达式分子和分母的公因子
radsimp化简根式并对分母进行有理化;明确支持 symbolic 和 maxTerms 位置参数
powsimp合并具有相同底数或指数的幂
logcombine合并表达式中的对数项
apart将有理函数分解为部分分式
together将多个有理项合并为一个分式
cse提取公共子表达式并返回替换表和约简结果
eigenvals按代数重数返回符号矩阵特征值
eigenvectors返回特征向量矩阵和可选特征值矩阵;避免复杂精确特征根的强制重化简
rank计算符号矩阵的精确秩
rref返回行最简形和从 1 开始的主元列索引
charpoly计算指定符号变量下的特征多项式
trace计算符号方阵的迹
diag提取对角线或由符号向量构造对角矩阵
null返回符号矩阵零空间的基矩阵
orth返回符号矩阵列空间的正交基
expm计算符号方阵的矩阵指数;对可能导致不可中断精确化简的复杂谱提前报错
jordan返回 Jordan 标准形和可选相似变换矩阵;可对角化矩阵优先使用轻量特征分解路径
lu返回符号 LU 分解和可选置换矩阵
qr返回符号 QR 分解
chol返回满足 R'*R=A 的上三角 Cholesky 因子
svd支持奇异值列向量或三输出符号奇异值分解;对复杂精确谱增加快速保护
powm计算符号矩阵的整数次幂
mldivide, A\B求解方阵、超定或欠定符号线性系统
mrdivide, A/B求解符号矩阵右除问题
symdisp格式化显示表达式、矩阵、元胞数组和方程求解结果
transpose支持符号矩阵非共轭转置
ctranspose支持符号矩阵共轭转置
factor对符号多项式和有理表达式进行因式分解
det支持 sympy.Matrix 符号方阵行列式
inv支持精确符号矩阵求逆
eig支持单输出特征值矩阵和双输出特征分解;避免复杂精确特征根的强制重化简,不可对角化时快速报错
symfun返回可直接调用的函数句柄,支持任意参数、单参数和多参数函数
symvar自由变量按名称排序,并以符号行向量返回多个变量
gradient支持自动变量、单个变量、符号向量和变量元胞数组
polylog支持符号参数转换,统一数值和符号返回类型
collect正确转换指定变量,返回实际收集结果并稳定选择默认变量
assume替换符号变量的当前假设,支持多条件和清除操作


二、功能优化

  1. SymPy插件优化

函数描述
sym                                      支持表达式字符串、函数、数值/复数矩阵、矩阵字符串、命名矩阵和精确常数                                
syms支持 syms g(x, y) 空格语法
solve支持自动变量推断、字符串方程、方程元胞、多变量结构体结果和实数解筛选
dsolve支持单个 ODE、ODE 方程组、初值条件和边界条件
subs支持元胞数组和符号矩阵形式的多变量同时替换
char, disp使用北太天元风格显示幂、虚数、矩阵、等式和未计算运算


三、Bug修复


函数描述
numel                                        修复当输入为稀疏数据时,返回值不正确的问题                                               
fileread修复读取末尾空行时,空字符显示为黑块的问题


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