数学计算·数学模型设计环境多领域物理建模和仿真.pdf

西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca 数学计算 数学模型设计环境 多领域物理建模和仿真 全局优化工具箱全局优化工具箱 Global Optimization Toolbox介绍介绍 全局优化的目的在于发现模型的 最优解 这些非线性模型具有多个子优化解 多极值优化问题通常非常 困难 为了获得一个高质量的数值解 有必要采用一个全局的 彻底的 搜索方法 如果不实用全局优化工 具 工程师和研究人员被迫接受一个 足够好 的解 而忽略最优解 在实际项目中 这将意味着差的设计 和运作 并因此可能会牺牲项目的稳定性 时间 金钱 和其他资源 主要特征主要特征 与下列求解器模块结合解决非线性优化问题 Branch and bound global search 基于经典的Branch and bound算法 使用含有确定和随机取样的区域分隔 假设目标函数和约束是Lipschitz连续 Global adaptive random search 使用样本结果自适应缩小搜索区域 对可能存在大量局部最小值的问题推荐最佳值 假设目标函数和约束连续 几乎确保收敛 Multi start based global random search 自适应随机搜索 整个取样工作是通过多个搜索完成 各个搜索结果产生不同的初始点以便随后的局部搜索 全局解通过局部搜索简约梯度算法进一步定义全局解通过局部搜索简约梯度算法进一步定义 求解器可以处理包含数千个变量和约束的问题 求解器利用Maple任意精度的计算能力 极大地减少了数值不稳定性问题 支持任意类型的目标对象和约束函数 包括预定义的特殊函数 例如 贝赛耳 超几何分布 导数和 积分 分段函数等 函数不仅可以通过公式表示 也可以是Maple自定义程序的形式 交互式的图形界面助手 Maplet 让问题的定义和探索更加容易 内置模型可视化功能 可以观察目标函数二维子空间投影图形 以及目标表面上约束对应的面和线 应用领域应用领域 全局优化问题通常存在于高度非线性模型 这些领域包括 高级工程设计 计量经济学和金融 管理科学 医药研究和生物技术 化学 加工工业 工业工程 航空航天 科学建模 Free30天免费试用 完整功能的软件 天免费试用 完整功能的软件 西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca Maple Toolbox for MATLAB 产品更新信息 自Maple 14以后的版本中 Maple Toolbox for MATLAB已经作为缺省程序包免费集成到Maple中 在安装Maple时 程序会自动检测电脑中是否已经安装MATLAB Maple Toolbox for MATLAB介绍介绍 Maple Matlab 双向接口工具箱 无缝整合世界上两个最好的数学软件Maple和Matlab 提供目前世界上最好的 符号和数值计算能力 通过在各自的环境中直接使用相互的命令 变量和函数等 协同工作帮助您解决数学 问题 完成对结果的深度分析 更快 更强大 主要特征主要特征 Maple Toolbox for MATLAB提供了一个科学计算方案 紧密集成Maple和MATLAB 共享两个产品所有的命令 变量 和函数 通过这个工具箱 您可以获得 世界上最好的符号计算引擎 Maple总是集成世界上最新的数学研究成果 更广泛的数学库 统计 优化 微分方程求解器 单位和公差 等 Maple内置上百个程序包 覆盖几乎 所有的数学领域 拓展的图形功能 如参数曲面 统计分析图形 向量场 动画 等 使用自然的数学符号 表示更清楚 更大洞察力 便于你理解结果的结构 洞察物理意义 标准的任意精度的数值计算 避免数值误差积累产生的问题 代码生成 使用 数学版office 的功能 操作简单同时功能强大 完成计算的同时生成专业的技术报告 Free30天免费试用 完整功能的软件 天免费试用 完整功能的软件 在Maple和Matlab两个互补的工作环境自由切换 西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca 模特卡罗模拟 回归数据 定价和保值模型开发 校准工具开发 随机模型 概率建模和分析 优化 经济研究和建模 Financial Modeling Toolbox Financial Modeling Toolbox介绍介绍 Maple金融建模工具箱 在多学科环境中金融建模和分析 Maple Financial Modeling Toolbox专注于定量金融 建模和分析 通过与Maple已有的工具组合使用 包括常微分方程 偏微分方程求解器 统计数据分析 优化 等 并增加超过100条新命令 在交互式文件环境中生成分析应用程序和产品模型 主要特征主要特征 交互式技术文件环境 完整的文件组件 文字 图形等 与 数学组成专业水准的技术文件 直观的 自然的二维公式编辑器 使用完整的Maple函数 常微分方程 偏微分方程 和微分代数方程 求解器 统计 优化等广泛的数学函数包 强大的图形功能满足高级可视化 专业的命令集 工具用于创建和分析利率期限结构 随机过程和模拟 以及用户操作随机变量的符号工具 包括 Brownian motion one and multi dimensional Geometric Brownian motion Ornstein Uhlenbeckprocess Square root diffusion and Merton jump diffusions Subordinated processes Gaussian Markov processes one and multi dimensional Poisson and Gamma process General Ito process defined by drift and volatility 格栅方法 构造二叉树和三叉树的工具 包括equity trees 和短期利率三叉树 日历 天计时 利率 常规指导 例如欧洲 美洲和百慕大期权 能够用Maple程序指定支出 债券和互换 主要应用领域主要应用领域 风险分析 证券管理 定量分析 模型验证 审批 Free30天免费试用 完整功能的软件 天免费试用 完整功能的软件 西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca Grid Computing Toolbox Grid Computing Toolbox介绍介绍 Grid Computing Toolbox 网格计算工具箱 让您能够通过并行方式运行Maple计算 充分利用可用的硬件资源 减少程序处理时间 以及让以前不可用的应用程序变得可行 Maple Grid Computing Toolbox让用户将计算任务分配到工作站网络 超级计算机 或具有多CPUs的多处理器 的节点上 网格计算环境让您能够处理以前在单台计算机上由于内存限制 或由于计算时间太长而难以处理 的问题 Maple Grid Computing Toolbox非常容易设置和建立 它可以直接连接到现有的Windows HPC服务器集群上 无 需在每个节点建立服务 用户也可以在网络中的每个计算机上启动服务进程 各个节点会自动检测当前其他 运行节点 网格将自我分配 Grid Computing Toolbox 也可以集成到已有的任务分配系统中 例如PBS Grid Computing Toolbox 包含一个personal grid server 让用户在个人电脑上模拟任意数量节点的网格 这样 在实际网络中运行之前 用户可以开发和测试并行程序 为了完成分布式计算 Grid Computing Toolbox 提供了多种工具 Windows HPC Server上标准的 MPI 消息传输机制 进行有效的通信 以及整合支持该协议的其他工具 类MPI的消息传输机制 适用于所有平台上 Maple提供了一系列的高级命令定义并行计算 主要特征主要特征 Maple Toolbox for MATLAB提供了一个科学计算方案 紧密集成Maple和MATLAB 共享两个产品所有的命令 变量 和函数 通过这个工具箱 您可以获得 分布Maple计算任务到网络中 在局部网络中自动分配网格 用户可以方便地使用交互式界面提交和处理并行任务 个人网格服务器 便于用户在个人电脑上开发和测试并行程序 与PBS等其他任务管理系统集成 类MPI消息传送接口 发送 接受等 自动死锁检测和恢复 高级并行计算命令 map evaluate等 常用的分治法 divide and conquer 算法 大量的算例 支持异构网络 heterogenousnetworks 能够完全利用Maple所有的计算功能 西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca MapleNET MapleNET介绍介绍 MapleNet 在互联网上出版您的 活 的Maple文件 使用MapleNet 在互联网上出版Maple创建的应用程序 将变得非常简单 您仅需要 在Maple中创建技术文件 在文件中关联组合数学和内置图元件 然后保存文件 到MapleNet服务器中 结果 任何人都可以使用标准的IE浏览器访问您的程序 读者可以通过图元件改变对 应的数学参数 MapleNet服务器上的Maple计算引擎将完成计算分析 并返回结果到浏览器 简单 快速 并且访问机器无需安装Maple 无需下载任何插件 主要特征主要特征 轻松出版Maple文件 仅需要保存Maple工作表文件在MapleNet服务器上 完整的Maple数学引擎支持 超过4 000种高级数学和可视化程序 完全支持所有的内置和附加函数包 2D方程编辑器 在您的浏览器中创建高质量的数学表达式 并求值 Maplet 生成器 通过拖放组件很方便地创建专业外观的用户界面 终端用户无需Maple的知识 用户机器无需安装Maple软件 在 活 的高质量的文件种混合文字 数学和图形 您在Maple中看到的就是您通过MapleNet在互联网 浏览器中获得的 提供标准的web服务应用程序编程接口 API 让集成强大的数学功能和网站内容变得更加容易 支持编辑Java Server Pages JSP Java applets and Maplet applications 能够设置CPU资源限制 确保所有输入的计算命令控制在您设置的限制内 可以通过多个服务器分布MapleNet的数学计算 大量的用户可以同时 快速地运行MapleNet程序 西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca Maple T A 在线学习和自动评判系统 基于在线学习和自动评判系统 基于Maple引擎引擎 Maple T A 介绍介绍 Maple T A 是一个基于网络的在线学习 自动评估系统 用于创建考试和作业分配 自动评估学生应答和成绩 交流各种反馈意见 Maple T A 是Maplesoft 与美国数学协会合作开发的成果 改革北美现场考试方式 减轻 教师负担 提高教学质量 Maple T A 可与课堂教学相结合 提高教学质量 通常可用于在线考试 课堂作业 布置 虚拟图书等 Maple T A 支持复杂的 自然表达式的数学方程 以及对应答结果智能评估 是数学 科学 任意包含数学课 程的理想工具 让您快速通过网络考试评估学生的理解 您可以找出问题所在 制定有效的补救策略 实现 一个真正的 反馈 教育机制 Maple T A 自6 0版本开始支持中文用户界面和中文题目内容 主要特征主要特征 易于创建试题和课堂作业内容 分步题目设计器帮助题库创建者创建大量 题材广阔的题目 超过14种题目类型和20种子类型 包括 Maple分级 多项选择题 填空题 匹配题 点击式图像 具有误差值的数值题型等 题目 数值和符号题目 可在题目中使用随机变 量 因此一个题目模版可以变为数百个不同 的题目 通过询问学生方法 鼓励学生思考 问题 而不仅仅共享最终的答案 基于Maple数学引擎 自动检查数学属性 允许输入同等数学表达式 丰富的随机化工具专门用于数学对象的创建 例如多项式 矩阵和素数等 支持局部得分评估 自动评分 结果自动记录在成绩单中 结果分析 内置工具提供对结果的统计分析 你可以得到你所需要的各种评估结果 对不同分配作业的加权评价 支持多种输出格式 csv Excel XML 身份鉴定和管理 整合Maple T A 和学生数据库 便于用户身份鉴定和班级管理 可以集成到几乎所有的课程管理和教学管理系统中 包括Blackboard Moodle 定制的课程管理系统 西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca MapleSim Control Design Toolbox MapleSim Control Design Toolbox介绍介绍 MapleSim控制设计工具箱为控制系统设计提供了强大的工具 拓展了MapleSim的设备建模和控制设计功能 这个工具箱采用符号方式设计 分析 和试验控制系统 具有更大的灵活性和精确性 您也可以使用MapleSim中的技术文件工具将控制策略文档化 提高控制设计的重用性 通过在MapleSim环境 中协同开发设备模型和控制器 您可以加快开发进程 减少工具切换带来的不便 开发出高保真和高精度的 控制器 控制器具有更大的灵活性和精度 使用符号方式设计 分析 测试控制系统 生成更好的结果 增加控制器设计的重用性 你可以使用MapleSim中的技术文件工具将设计策略文档化 加速设计过程 在单一的环境中开发设备模型和控制器 避免工具切换 主要特征主要特征 提供工具用于模型线性化 PID参数整定 状态空间控制策略的 开发 自定义补偿设计 使用符号方式 让人们有可能 对给定的控制问题给出所有可能的特征解 然后基于特定的情 况选择最佳解 建立和研究控制器 这里的模型包括符号和非指定的参数 相 同的控制器设计可以应用到多个相关模型 而无需进一步的整定 创建控制器 这里设计对象参数化 因此相同的控制器可以成 功应用到多种条件下 提供易于使用的MapleSim模板 用于交互式控制器开发和分析 包括20多个Maple命令 可以用编程方式替代交互式界面使用所 有功能 支持自定义应用程序开发 在MapleSim环境内集成模板 文件 范例 提供全面的平台用 于设备模型和控制器的开发 功能包括 功能包括 模型线性化 常规和高级PID整定方法 状态反馈控制 状态估计 Free30天免费试用 完整功能的软件 天免费试用 完整功能的软件 西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca MapleSim Connector MapleSim Connector介绍介绍 MapleSim Connector是MapleSim与Simulink的接口工具箱 让用户输出高性能的MapleSim模型到Simulink中 从 而整合MapleSim的多领域物理建模环境与Mathworks公司的工具链 使用该接口工具箱 可将高性能 高保 真的MapleSim模型自动转换为Simulink S function 无缝集成在Simulink模块中 生成的ANSI C代码可与Real Time Workshop兼容 用于实时仿真 支持的平台包括dSPACE和xPC Target等 MapleSim采用了独一无二的符号和数值混合计算引擎 自动生成和简化模型 生成简洁和数值高效的数学模 型 在很多系统中 为了建立在实时应用程序中速度足够快的仿真程序 使用MapleSim创建原始模型是唯一 的途径 此外 通过该工具箱 工程师还可以利用MapleSim的分析工具和设计文件 更好地理解和重用模型 在MapleSim中创建需要输出为 Simulink S Function的多领域模型 将要输出的模型组合成子系统 调用模板生成S Function 自动生成S Function blocks 可包含到 Simulink框图中独立运行 主要特征主要特征 输出MapleSim模型到Simulink中 包括旋转和平动机 械 多体机械系统 热模型 电路等 创建Simulink S Function blocks 用于Simulink中更快 地运行仿真 以及通过Real Time Workshop实时仿真 输出MapleSim模型为ANSI C code S Function blocks 包含到Simulink框图中独立运行 生成的 S Functions可以包含MapleSim自定义模型 元件 自动集成任意的用户自定义程序 生成复杂系统的 S Functions 特别是一些在 Simulink中难以处理的模型 如代数环 指数等 于2和更高指数的微分代数方程 直接插入S Function block到Simulink模型 或保 存到Simulink Block Library 方便在多个Simulink 模型中使用它 S Functions的创建基于经过符号简化后的 MapleSim模型 模型简洁 数值高效 生成的代码使用了Maple中强大的优化工具优化 处理 确保快速执行 大量的应用案例表明 与用Simulink和附加产品 创建的等同模型相比 MapleSim生成的S Function运行速度平均要快10倍 Free30天免费试用 完整功能的软件 天免费试用 完整功能的软件 西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca BlockImporter BlockImporter介绍介绍 BlockImporter 是Maple的附加产品 用于导入Simulink模型到Maple系统中 自动转化模型为一组数学方程 可以使用Maple的数学引擎对模型进行分析 优化 化简等操作 然后将操作后的数学模型转换为MapleSim 自定义元件 也可以使用MapleSim Connector返回模型到Simulink 中 这些操作将帮助用户验证模型的数学完 整性 完成深度分析 将系统文件化 消除代数环 以及提高Simulink 运行速度 主要特征主要特征 验证验证Simulink模型模型 工程师常常获得一些其他项目组或外部组织开发的 Simulink模型 在沿用这些模型前 首先需要验证 它们的正确性 分离和验证这些复杂的模型是令人 厌烦的 需要手工处理 BlockImporter让您输入系统和子系统模型 并以一种有意义的 完全可理解的形式研究内在的数学 您同样 也可以通过运行模拟和参数扫描测试模型行为 提高提高Simulink运行速度运行速度 如果使用完全的模型大小或者无效的组成模块 Simulink模型的运行将变得非常缓慢和耗时 同样 如果模 型被用于实时应用 需要在模拟器周期时间内有效运行 通常是1ms 甚至更快 如果存在问题 工程师 将面临为了满足更快的速度而降低模型保真度的挑战 通过使用BlockImporter 您可以使用Maple强大的符号和数值数学工具简化模型 从而降低模型的运行时间 这种操作是有必要的 它能够极大地提高运行速度 同时并不损失模型的保真度 拓展模型的分析能力拓展模型的分析能力 虽然Simulink提供了强大的工具用于时域模拟 但是它的分析范围是有限制的 通过使用BlockImporter for Simulink 您可以对完全参数化的模型进行分析 频域和复域分析 稳定性和灵敏度分析 参数优化等 模型文档化模型文档化 一旦您的模型输入到Maple系统中 您就可以创建专业水准的技术文件 包含文字 说明 图形 以及其他 开发和分析模型的相关支持信息 模型文档化对编写工作目标和在将来项目中最小化重复工作非常有帮助 Free30天免费试用 完整功能的软件 天免费试用 完整功能的软件 西希安工程模拟软件 上海 有限公司 总部 上海市徐汇区肇嘉浜路777号青松城528室 电话 021 64716031 传真 021 64716050 网址 www cca 邮箱 maple cca MapleSim Connector for LabVIEW and NI VeriStand Software MapleSim Connector for LabVIEW and NI VeriStand Software介绍介绍 使用MapleSim Connector for LabVIEW and NI VeriStand Software 输出MapleSim模型到LabVIEW或VeriStand程序 中 集成MapleSim的高性能 多领域建模环境 拓展你的工具链 在MapleSim直观的可视化建模环境中 开发和优化复杂工程系统模型 高性能 高保真的MapleSim模型自动转换为用户代码块 融合到LabVIEW VIs和VeriStand中 模型代码被完全地优化 生成高速的实时仿真 在不牺牲保真度的条件下 满足硬件在环测试 HIL 的 性能要求 主要特征主要特征 输出MapleSim模型到LabVIEW和VeriStand 包括旋转 平动 多体机械系统 热模型 电路等 生成在LabVIEW VeriStand 以及相应的实时平台中可运行 的ANSI C code LabVIEW blocks是由MapleSim符号简化后的 系统方程转换生成 更简洁 高效的模型 生成的代码使 用了Maple强大的优化工具优化处理 确保快速执行 让你能够生成高度复杂系统的LabVIEW blocks 例如包含代 数环 2阶或更高阶微分代数方程的系统 生成多输入和多输出块 以及用户自定义参数终端 应用 在LabVIEW块中 支持的模型包括MapleSim自定义模型元件 提供易于使用的MapleSim模板设置参数和选项 浏览生成 的代码 并输出模型到LabVIEW和VeriStand中 生成的模块代码可以浏览和修改 对每个模块自动生成一个HTML帮助页 方便查找定义和参 数的默认值 应用领域应用领域 硬件在环应用需要高保真的工程模型 如组件测试和电子控制 器的开发和集成 MapleSim Connector for LabVIEW and NI VeriStand Software可以加速此类项目 Free30天免费试用 完整功能的软件 天免费试用 完整功能的软件 西希安