北太天元v3.6正式上线!一文读懂升级亮点

2024-07-12

      2024年7月11日,北太天元数值计算通用软件v3.6正式发布。本次更新在内核能力、主体函数及工具箱函数、交互操作等方面进行迭代升级,可支持面向对象编程,部分矩阵运算效率提升近百倍。北太真元系统仿真工具及其他工具箱同步扩展功能、丰富应用场景,为各行业用户提供更强的数据处理及计算支持能力。


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一张表速览整体更新情况


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更新情况一览


北太天元v3.6重要更新


1.内核功能更新

  • 新增面向对象编程功能,用户可通过创建类来定义具有共同属性和方法的对象。这一功能增强了代码的可维护性和复用性,使得程序设计更为直观和模块化。


图片定义类

  • 优化命令语法,用户可通过更简便的形式调用函数。

图片使用命令语法加载MAT文件中的变量


2.主体功能更新

  • 绘图函数:新增35个图形函数,赋予绘图更高的灵活性,用户可以根据个人需求或偏好,更简便地调整图形的外观、样式和布局。新增的函数句柄类型绘制工具,能够在指定区间内自动计算函数的值,用户无需提供数据点,使图形绘制更为简单直观。


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设置颜色着色属性


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创建灰度颜色图以增强图像对比度


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函数句柄类型绘制


  • 数学类函数:新增对多维傅里叶变换及多维傅里叶逆变换的支持。


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三维变换


  • 语言基础知识类函数:新增29个函数,通过增强数据类型创建、计算和类型间转换的能力,提升时间和表格类数据处理的灵活性。


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将函数应用于表的相应列和相应行


  • 编程类函数:重点增强了更改、删除文件与文件夹的能力,为用户以编程方式管理文件带来更多便捷性。


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移动文件并删除文件夹


  • 数据导入和分析类函数:不仅支持.xlsx等标准文件格式的导入导出,还新增了文件的二进制读写功能。


图片文件的二进制读写功能



3.插件功能更新

  • 新增矩阵函数(复旦大学数学科学学院高卫国教授团队合作研发),突破性能瓶颈。使用矩阵函数处理矩阵平方根和指数值等基础运算,速度较v3.5提升近百倍。此次更新包含两个创新函数:signm在实现已有算法时引入了并行技术,提升算法执行效率;prtm在实现时引入了块算法和并行化以提高执行效率,且实现了算法复杂度关于p有上界,推动数学理论与算法实现的深度融合与创新发展。


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运算时间对比


4.IDE用户体验提升

  • 优化命令行窗口功能,现新增支持快捷键多选历史命令,用户可通过shift与↑↓键的组合选中连续的历史的命令,将其放入命令行窗口,在需要重复执行相同指令时,该功能可有效提高操作效率。


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快捷键多选历史命令

  • 新增命令行窗口的快捷执行功能,当用户选中命令行窗口中任意文本时,按enter键即可将其作为脚本进行快捷执行,该功能可快速执行历史命令,除此之外,用户可用此功能快速执行帮助文档中返回的函数用法示例,提高学习效率。


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用法示例1:enter键快捷执行历史命令


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用法示例2:enter键快捷执行帮助文档中函数示例


  • 优化命令行提醒与跳转,不同提醒类型的用颜色进行区分,当用户运行脚本中同时有两类输出时,用户可根据颜色快速对类型进行区分,确认错误类型。同时用户可点击命令窗口中返回的链接,快速跳转定位至脚本的报错行或者报错函数的对应帮助文档页,有效提升运行调试效率。


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命令行提醒与跳转优化



重量级工具箱北太真元v1.6重要更新


1.求解器更新


  • 新增变步长ode34、ode56、ode67求解器,变步长2-9阶求解精度可根据用户需求灵活选择。


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变步长求解器(标红为本次更新情况)


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定步长求解器


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定步长、变步长求解器选项达22种


2.模型库与模块库更新


  • 新增基础计算单元21个,新增航空航天、动力传动系统、车辆动力学相关行业计算单元31个,覆盖更广泛的基础与行业需求。基于当前模块库的底层能力,新增汽车模拟、控制系统、机械系统等行业应用场景下的模型方案10个,帮助用户快速构建专业应用。


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新增模型应用案例(汽车行驶速度PID控制系统仿真)


3.系统仿真建模环境


  • 新增画布启动页。用户首次打开软件即可直观体验该功能,高效定位适用模型和最近文件,提高使用效率。


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画布启动页引导用户快速上手


  • 支持多种操作方式控制画布比例大小。鼠标滚轮缩放控制、触控板手势缩放控制、界面底部按钮缩放控制三种缩放方式,可满足不同用户习惯。快速响应与动态适应,帮助用户提升工作效率的同时减少误操作。


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缩放控制更灵活自由



更多工具箱功能更新


      北太天元目前共提供优化工具箱、全局优化工具箱、统计工具箱、偏微分方程工具箱、信号处理工具箱、图像处理工具箱、控制系统工具箱等7个工具箱。本次主要对统计工具箱、信号处理工具、控制系统工具箱进行优化升级。


  • 统计工具箱包含数据的描述性统计量、可视化、概率分布拟合、方差分析、回归分析、假设检验、工业统计等一系列函数。此次版本更新提供了更多的描述性统计量函数,在推理性统计方面,丰富了分布拟合、多元回归、假设检验等相关部分的函数。


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使用统计工具箱对股票价格进行线性回归拟合


  • 信号处理工具箱提供了一系列函数用于信号探查、预处理、特征提取、信号测量、频谱分析、时频分析、模拟和数字滤波器的分析与设计。目前该工具箱可以支持信号处理全部工作流,本次更新进一步丰富了信号测量、信号建模、数字滤波器设计等方面的函数。


图片图片利用信号处理工具箱进行数字滤波器设计分析


  • 控制系统工具箱用于控制系统的设计与分析及相关算法的开发。该工具箱本次新增了一组线性系统表示和分析函数,可以进行线性系统的模型表示和稳定性分析。


图片使用控制系统工具箱构建传递函数模型


下滑了解更多工具箱

  • 优化工具箱提供了线性规划、混合整数线性规划、非线性规划、二次规划、约束线性最小二乘、非线性最小二乘、非线性方程的求解器。


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使用优化工具箱求解非线性方程组


  • 全局优化工具箱针对全局性多目标的问题提供了模式搜索、遗传算法、粒子群优化、模拟退火、代理优化等求解算法。


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使用全局优化工具箱求解函数最值


  • 偏微分方程工具箱提供了偏微分方程的有限差分法求解和有限元法求解,有限差分法支持一维和二维波动、泊松、传热、对流方程的求解,有限元法支持椭圆、抛物、双曲方程式和椭圆方程组的求解和结构、传热、电磁等问题的后处理。


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利用有限差分法求解二维波动方程


  • 图像处理工具箱用于图像的分析、处理及可视化函数及算法的开发。利用该工具箱提供的函数,可以实现图像的转换、滤波、去噪、增强、几何变换、配准、分割、特征提取等操作。


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使用图像处理工具箱调整图片显示效果


多维更新,用户友好

完整功能介绍可查询软件内【帮助文档】

北太天元v3.6现已上线官网

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