北太天元 v4.1 正式上線 | 六大核心升級構建科學計算新生態(tài)

省流版

北太天元科學計算與系統(tǒng)仿真軟件v4.1版本在內(nèi)核、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、建模仿真、工具箱等多個關鍵領域進行了升級。

• 北太天元新增了Python插件、SymPy符號數(shù)學計算插件。

• 北太真元新增了狀態(tài)機建模StateEvo工具箱和FlightGear模塊庫，強化了控制系統(tǒng)工具箱和FMU導入功能。

對標國際主流工具鏈，北太天元/真元的替代率進一步得到提升。

詳解版

北太天元v4.1更新詳情

01Python混合編程：Python插件實現(xiàn)跨語言的混合編程，共筑科學計算生態(tài)繁榮

北太天元新增Python插件，為用戶提供了無縫的跨語言編程環(huán)境。用戶可在北太天元中直接調(diào)用Python生態(tài)進行混合編程，無需切換開發(fā)工具即可實現(xiàn)自研科學計算語言與Python代碼的協(xié)同工作。Python插件核心機制包含兩個技術層次：

• 首先通過pyroot()接口建立跨語言橋梁，獲取Python解釋器的根對象訪問權限；

• 繼而采用"py.模塊名"的語法結構，可直接調(diào)用Python標準庫及第三方包的函數(shù)接口。

這種設計架構支持numpy、pandas等常用科學計算庫的透明調(diào)用，同時保留了北太天元自身矩陣運算的優(yōu)化優(yōu)勢。Python插件實現(xiàn)了三個維度的突破：

• 北太天元符號表達式與Python對象的自動類型轉換；

• 跨語言異常處理機制的深度融合；

• 內(nèi)存空間的共享管理。

用戶既能利用北太天元的高性能數(shù)值計算內(nèi)核，又可復用Python生態(tài)豐富的機器學習、數(shù)據(jù)可視化工具鏈，顯著提升科研與工程開發(fā)的效率邊界。

02補齊符號數(shù)學計算短板：通過SymPy插件提升科學計算的完整性和精確性

補齊符號數(shù)學計算短板：通過SymPy插件提升科學計算的完整性和精確性

北太天元新增SymPy插件，強化符號數(shù)學計算能力，擴展數(shù)學推導功能，支持對復雜符號表達式執(zhí)行求導、積分等解析運算，滿足用戶對高精度數(shù)學推導的需求。SymPy插件的核心特性包括：

• 深度符號解析能力：支持對復雜表達式執(zhí)行解析求導、不定積分與定積分運算，輸出結果保留π、e等數(shù)學常量的符號形式，避免浮點截斷誤差。

• 計算精度保障：插件基于SymPy的符號算法庫開發(fā)，確保在極限計算及級數(shù)展開等高階運算中維持理論級精度，適用于學術公式驗證與工程規(guī)范校驗。

本次符號數(shù)學計算能力升級，為教學、科研與工程應用提供更強大的數(shù)學分析支持：通過高精度符號解析與推導能力，以數(shù)學語言的嚴謹性解決實際問題，助力理論知識的直觀闡釋與模型的高效驗證。

返回結果中 ** 表示 ^

北太真元v2.0更新詳情

01支持狀態(tài)機建模：提升北太真元仿真能力，更好地支撐復雜控制系統(tǒng)設計驗證

北太真元新增StateEvo工具箱，提供了狀態(tài)機建模仿真功能，可以定義系統(tǒng)的狀態(tài)、事件以及它們之間的轉換來刻畫系統(tǒng)的行為特性，支持對復雜系統(tǒng)的動態(tài)行為進行精確的建模與仿真。

• 復雜邏輯的可視化表達：StateEvo工具箱通過圖形化方式（如狀態(tài)轉移圖）直觀展示系統(tǒng)邏輯。例如，在自動駕駛系統(tǒng)中，狀態(tài)機可描述車輛從“正常行駛”到“緊急制動”的切換條件（如障礙物距離、車速等），幫助工程師快速理解系統(tǒng)行為。

• 動態(tài)行為的精確建模：StateEvo工具箱支持時序邏輯、并發(fā)狀態(tài)等高級特性，適用于非線性、離散事件驅(qū)動的系統(tǒng)。例如，在通信協(xié)議設計中，狀態(tài)機可模擬數(shù)據(jù)包的發(fā)送、接收、重傳等時序邏輯，確保協(xié)議可靠性。

• 跨領域通用性：StateEvo工具箱可應用于控制系統(tǒng)、嵌入式軟件、數(shù)字孿生等多個領域。例如，在工業(yè)機器人控制中，狀態(tài)機可描述機械臂從“待機”到“運動”再到“停止”的完整工作流。
  

02FlightGear聯(lián)合仿真：可視化閉環(huán)驗證，深化航空航天領域應用

北太真元新增FlightGear模塊庫，提供了與FlightGear軟件的交互接口，支持生成FlightGear運行腳本，實現(xiàn)了與FlightGear的飛行模擬環(huán)境聯(lián)合仿真。

• 跨平臺可視化閉環(huán)驗證：FlightGear是開源的飛行仿真平臺，廣泛應用于飛行器動力學模擬和可視化驗證。北太天元/真元擅長數(shù)值計算與系統(tǒng)建模，通過聯(lián)合仿真，可將復雜數(shù)學模型（如飛行控制算法、動力系統(tǒng)建模）與FlightGear的高保真三維可視化結合，實現(xiàn)從理論設計到動態(tài)仿真的全流程閉環(huán)驗證。

• 航空航天領域應用深化：通過FlightGear模塊庫，可以與FlightGear的飛行模擬環(huán)境相結合，為航空航天領域的教學、科研和工程實踐提供更全面的仿真支持，例如用于飛行器設計優(yōu)化、飛行控制算法驗證等。
  

03控制系統(tǒng)工具箱：新增系統(tǒng)設計和調(diào)節(jié)功能，提升控制系統(tǒng)性能評估與優(yōu)化能力

北太真元強化了控制系統(tǒng)工具箱，新增LQG、LQR權衡調(diào)節(jié)/跟蹤器性能和控制力度，使用卡爾曼濾波器估計系統(tǒng)運行期間的狀態(tài)。

• 提升控制系統(tǒng)的優(yōu)化能力

• 基于LQR最優(yōu)控制方法，通過定義性能指標（狀態(tài)和控制輸入的加權二次型），求解最優(yōu)控制律以最小化該性能指標，用戶可以根據(jù)實際需求靈活調(diào)整狀態(tài)和控制輸入的權重。

• 基于LQG控制，適用于存在噪聲的系統(tǒng)，通過卡爾曼濾波器對系統(tǒng)狀態(tài)進行估計，再利用LQR求解最優(yōu)控制律。

• 增強系統(tǒng)性能評估與優(yōu)化

• 增強系統(tǒng)性能評估與優(yōu)化

• 支持跟蹤器性能功能，使用戶能夠?qū)ο到y(tǒng)在跟蹤期望軌跡時的性能進行量化分析。有助于用戶根據(jù)性能評估結果調(diào)整控制器參數(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)設計，提高系統(tǒng)的跟蹤精度和動態(tài)響應能力。

• 通過支持控制力度的調(diào)整和優(yōu)化，用戶可以根據(jù)實際應用場景的需求，平衡控制精度和能耗之間的關系，實現(xiàn)系統(tǒng)的高效運行。

04全面支持FMU導入：提升軟件的兼容性和擴展性，實現(xiàn)模型共享

北太真元強化了FMI標準接口，全面支持ME（Model-Exchange）、CS（Co-Simulation） 1.0、2.0和3.0 FMU導入，并通過FMI官網(wǎng)校驗認證。

• 促進多工具協(xié)同仿真與模型共享：FMI標準是工業(yè)領域廣泛采用的模型接口規(guī)范，支持不同仿真工具之間的模型交換與協(xié)同工作。北太真元通過支持FMI標準，能夠與其他支持該標準的軟件無縫集成，實現(xiàn)跨平臺的模型復用和聯(lián)合仿真。這有助于打破工具間的壁壘，提升復雜系統(tǒng)研發(fā)的效率，尤其是在涉及多學科協(xié)同設計（如航空航天、汽車控制等領域）時，可顯著縮短研發(fā)周期并降低集成成本。

• 支持復雜系統(tǒng)的高效開發(fā)：FMI標準支持模型的分層封裝與動態(tài)交互，北太真元通過該功能可將子系統(tǒng)模型獨立開發(fā)并集成到更大的系統(tǒng)中。例如，在智能汽車或飛行器設計中，動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等模塊可通過FMI接口進行獨立仿真與優(yōu)化，最終整合為完整數(shù)字孿生體。這種模塊化設計不僅提升了開發(fā)靈活性，還便于團隊協(xié)作和版本管理。
  

快來體驗吧~

??下載地址??

http://www.lifemen.cn/download.html

??更多詳細信息，請參閱發(fā)行說明??

http://www.lifemen.cn/community/sposts/detail/0d26a72e-a70d-cd82-b2be-b31b1c4cba11.html。

（復制上述鏈接到瀏覽器中打開即可進入社區(qū)，社區(qū)會及時更新軟件預覽版及正式版）

-END-

如需合作，歡迎咨詢

掃一掃添加企業(yè)微信