Matlab Toolbox
Matlab各工具箱功能简介(部分)
Ｔoolbox工具箱序号工具箱备注一、数学、统计与优化1 Symbolic Math Toolbox符号数学工具箱Symbolic Math Toolbox™提供用于求解和推演符号运算表达式以及执行可变精度算术的函数。您可以通过分析执行微分、积分、化简、转换以及方程求解。另外，还可以利用符号运算表达式为MATLAB、Simulink和Simscape™生成代码。®®Symbolic Math Toolbox包含MuPAD语言，并已针对符号运算表达式的处理和执®行进行优化。该工具箱备有MuPAD函数库，其中包括普通数学领域的微积分和线性代数，以及专业领域的数论和组合论。此外，还可以使用MuPAD语言编写自定义的符号函数和符号库。MuPAD记事本支持使用嵌入式文本、图形和数学排版格式来记录符号运算推导。您可以采用HTML或PDF的格式分享带注释的推导。2 Partial Differential Euqation Toolbox偏微分方程工具箱偏微分方程工具箱™提供了用于在2D，3D求解偏微分方程（PDE）以及一次使用有限元分析。它可以让你指定和网格二维和三维几何形状和制定边界条件和公式。你能解决静态，时域，频域和特征值问题在几何领域。功能进行后处理和绘图效果使您能够直观地探索解决方案。你可以用偏微分方程工具箱，以解决从标准问题，如扩散，传热学，结构力学，静电，静磁学，和AC电源电磁学，以及自定义，偏微分方程的耦合系统偏微分方程。3 Statistics Toolbox统计学工具箱Statistics and Machine Learning Toolbox提供运用统计与机器学习来描述、分析数据和对数据建模的函数和应用程序。您可以使用用于探查数据分析的描述性统计和绘图，使用概率分布拟合数据，生成用于Monte Carlo仿真的随机数，以及执行假设检验。回归和分类算法用于依据数据执行推理并构建预测模型。
给Matlab添加工具箱Toolbox的方法（有截图详细讲解）
给Matlab添加⼯具箱Toolbox的⽅法（有截图详细讲解）
测试环境：Matlab R2012b, Windows 7.
虽然庞⼤的Matlab已经有了很多⼯具箱，但是这些Toolbox可能仍不能满⾜你的要求，常常需要⾃⼰添加Toolbox。
下⾯以添加卡尔曼滤波器⼯具箱为例，讲诉给Matlab添加⼯具箱的⽅法。
Step1：将下载的Kalman.zip解压得到KalmanAll⽂件夹，然后将该⽂件夹拷贝⾄Matlab的Toolbox⽬录，例如：D:\Program
Files\MATLAB\R2010b\toolbox。
Step2：打开Matlab，点击“File->Set Path->Add Folder”，添加刚才拷贝进⼊的KalmanAll⽂件夹。
切记如果你要添加的⽂件夹⾥⾯还有⼦⽂件夹，⼀定要点击“Add with Subfolders”，选择KalmanAll⽂件夹，添加该⽂件夹的所有⼦⽂件夹。
Step3：然后在“File->Preferences->General”⾥⾯，update Toolbox Path Cache就可以了。
最后可以测试⼀下，有没有添加成功。
在Matlab⾥⾯输⼊：which kalman_filter.m，如果可以显⽰正确的路径就OK了。
然后可以输⼊testKalman运⾏⼀个⼩例⼦。
第6讲 matlab工具箱介绍与仿真基础
Signal Processing Toolbox——信号处理工具 箱 Spline Toolbox——样条工具箱 Statistics Toolbox——统计工具箱 Symbolic Math Toolbox——符号数学工具箱 Simulink Toolbox——动态仿真工具箱 System Identification Toolbox——系统辨识 工具箱 Wavele Toolbox——小波工具箱 等等
领域型工具箱
—— 专用型
领域型工具箱是学科专用工具 箱，其专业性很强，比如控制系统工
具箱（ Control System Toolbox）；信
号处理工具箱（Signal Processing
Toolbox）；财政金融工具箱（ Financial
Toolbox）等等。只适用于本专业。
Matlab常用工具箱
变量 f fun H A,b Aeq,beq vlb,vub X0 x1,x2 options 描 述 线性规划的目标函数f*X 或二次规划的目标函 数X’*H*X+f*X 中线性项的系数向量 非线性优化的目标函数.fun必须为行命令对象 或M文件、嵌入函数、或MEX文件的名称 二次规划的目标函数X’*H*X+f*X 中二次项的系 数矩阵 A矩阵和b向量分别为线性不等式约束： AX b 中的系数矩阵和右端向量 Aeq矩阵和beq向量分别为线性等式约束： Aeq X beq 中的系数矩阵和右端向量 X的下限和上限向量：vlb≤X≤vub 迭代初始点坐标 函数最小化的区间 优化选项参数结构，定义用于优化函数的参数 调用函数 linprog,quadprog fminbnd,fminsearch,fminunc, fmincon,lsqcurvefit,lsqnonlin, fgoalattain,fminimax quadprog linprog,quadprog,fgoalattain, fmincon, fminimax linprog,quadprog,fgoalattain, fmincon, fminimax linprog,quadprog,fgoalattain, fmincon,fminimax,lsqcurvefit, lsqnonlin 除fminbnd外所有优化函数 fminbnd 所有优化函数
matlab system identification toolbox使用
matlab system identification toolbox使用1. 引言1.1 概述本文旨在介绍如何使用Matlab系统辨识工具箱（Matlab System Identification T oolbox）进行系统辨识。
系统辨识是一种通过收集并分析数据来推断未知系统的数学模型的过程。
这个工具箱为用户提供了许多功能和方法，可以帮助他们有效地进行系统辨识任务。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开内容：首先，在第二部分中，我们将简要介绍Matlab 系统辨识工具箱的概念和作用。
然后，在第三部分中，我们将概述常用的系统辨识方法，包括参数辨识方法、非参数辨识方法以及模型结构选择方法。
接下来，在第四部分中，我们将详细阐述使用Matlab系统辨识工具箱的步骤，包括数据准备与预处理、模型建立与训练以及评估模型性能与调整参数。
最后，在第五部分中，我们将通过实例分析与讨论的方式来加深对这些步骤的理解，并让读者更好地掌握使用该工具箱进行实际应用的技巧和思路。
1.3 目的本文的目标是向读者全面介绍Matlab系统辨识工具箱的使用方法，帮助读者了解该工具箱的潜力和功能。
通过这篇长文，读者将能够了解系统辨识的基本概念、常用的方法以及如何利用Matlab系统辨识工具箱进行实际操作。
我们希望读者能够通过学习本文提供的知识，进一步提升在系统辨识领域的能力，并成功应用于各种实际问题中。
2. Matlab系统辨识工具箱简介2.1 工具箱概述Matlab系统辨识工具箱是Matlab软件中的一部分，用于进行系统辨识与模型建立的分析。
它提供了一系列功能强大的工具和算法，用于从实验数据中估计或推断出系统的数学模型。
通过使用系统辨识工具箱，用户可以在Matlab环境下快速、方便地进行参数辨识、非参数辨识以及模型验证等任务。
这些功能使得用户能够更好地理解和分析已有的数据，并为进一步建立、优化或控制系统提供有力支持。
2.2 工具箱功能Matlab系统辨识工具箱提供了丰富多样的功能，包括以下几个方面：- 参数辨识：通过估计线性或非线性模型的参数值来描述实际系统。
MATLAB优化工具箱
MATLAB优化工具箱MATLAB（Matrix Laboratory）是一种常用的数学软件包，广泛用于科学计算、工程设计和数据分析等领域。
MATLAB优化工具箱（Optimization Toolbox）是其中一个重要的工具箱，提供了一系列用于求解优化问题的函数和算法。
本文将介绍MATLAB优化工具箱的功能、算法原理以及使用方法。
对于线性规划问题，优化工具箱提供了linprog函数。
它使用了线性规划算法中的单纯形法和内点法，能够高效地解决线性规划问题。
用户只需要提供线性目标函数和约束条件，linprog函数就能自动找到最优解，并返回目标函数的最小值和最优解。
对于整数规划问题，优化工具箱提供了intlinprog函数。
它使用分支定界法和割平面法等算法，能够求解只有整数解的优化问题。
用户可以指定整数规划问题的目标函数、约束条件和整数变量的取值范围，intlinprog函数将返回最优的整数解和目标函数的最小值。
对于非线性规划问题，优化工具箱提供了fmincon函数。
它使用了使用了一种称为SQP（Sequential Quadratic Programming）的算法，能够求解具有非线性目标函数和约束条件的优化问题。
用户需要提供目标函数、约束条件和初始解，fmincon函数将返回最优解和最优值。
除了上述常见的优化问题，MATLAB优化工具箱还提供了一些特殊优化问题的解决方法。
例如，对于多目标优化问题，可以使用pareto函数找到一组非劣解，使得在目标函数之间不存在改进的解。
对于参数估计问题，可以使用lsqnonlin函数通过最小二乘法估计参数的值，以使得观测值和模型预测值之间的差异最小化。
MATLAB优化工具箱的使用方法非常简单，只需按照一定的规范格式调用相应的函数，即可求解不同类型的优化问题。
用户需要注意提供正确的输入参数，并根据具体问题的特点选择适应的算法。
为了提高求解效率，用户可以根据问题的特点做一些必要的预处理，例如，选择合适的初始解，调整约束条件的松紧程度等。
MATlAB如何添加工具箱
MATlAB如何添加工具箱1. 如何添加工具箱？以下是添加工具箱的方法：（论坛很多人转载过，这里就不作区分了，下面的举例也一样）如果是Matlab安装光盘上的工具箱，重新执行安装程序，选中即可。
如果是单独下载的工具箱，则需要把新的工具箱（以下假设工具箱名字为svm）解压到toolbox目录下，然后用addpath或者pathtool把该工具箱的路径添加到matlab的搜索路径中，最后用which newtoolbox_command.m来检验是否可以访问。
如果能够显示新设置的路径，则表明该工具箱可以使用了。
具体请看工具箱自己代的 README文件。
1.1 举例：要添加的工具箱为svm，则解压后，里边有一个目录svm，假设matlab安装在D:\MATLAB6p5，将svm目录拷贝至D:\MATLAB6p5\toolbox，然后运行matlab，在命令窗口输入addpath D:\MATLAB6p5\toolbox\svm回车，来添加路径。
然后在svm目录下，任意找一个m文件，以svcinfo.m为例，在命令窗口中输入which svcinfo.m。
如果显示出该文件路径，如D:\MATLAB6p5\toolbox\svm\svcinfo.m，则安装成功，当然也可以在命令窗口输入path来查看。
上面的说明和例子基本上介绍了在matlab中如何添加工具箱，下面是其他补充：1.2 添加方式总结：事实上，有两种添加工具箱到 matlab搜索路径的方法：其一是用代码，其二是用界面。
其实无论用哪种方法，都是修改pathdef.m这个文件，阁下如果是高手，可以直接打开该文件修改，呵呵，对此这里不作讨论。
1.2.1 代码方式：1.2.1.1 适用于添加下载的工具箱（别人的）：在命令窗口输入addpath D:\MATLAB6p5\toolbox\svm 或者addpath(‘D:\MATLAB6p5\toolbox\svm’);但是这种方法只能添加svm目录，如果该目录下有其他子文件夹，并且运行时候“隐式”调用到这些子文件夹（例如假设svm目录下存在子文件夹matdata，该子文件夹下有logo.mat这个文件，且在m 文件代码中使用了诸如load logo 这样的句子，即没有显式给出logo.mat的具体路径，则称为“隐式”），则不能正确访问。
matlab工具箱下载安装和使用方法的汇总Toolbox大全
matlab工具箱下载安装和使用方法的汇总Toolbox大全Maplesoft《Maple Toolbox for MATLAB》Sergiy Iglin《Graph Theory Toolbox》(图论工具箱)Koert Kuipers《Branch And Bound toolbox 2.0》(BNB20分支定界工具箱)Howard Wilson《Numerical Integration T oolbox》(NIT数值积分工具箱)Anton Zaicenco《FEM toolbox for solid mechanics》(固体力学有限元工具箱)Nicholas J. Higham《The Matrix Computation Toolbox》(矩阵计算工具箱)Paolo Di Prodi《robotic toolbox》(机器人工具箱)Moein Mehrtash《GPS Navigation T oolbox 》(GPS导航工具箱)J.Divahar 《Airfoil_Analyzer_toolbox》(翼型分析工具箱)Rasmus Anthin《Multivariable Calculus T oolbox 》(多变量微积分工具箱)《Time frequency analysis toolbox》(时频分析工具箱)Johan L?fberg《Yet A LMI Package》(YLMIP优化工具箱)NCSU-IE 《Genetic Algorithm Optimization Toolbox 》(GAOT 遗传算法优化工具箱)Dahua Lin《Statistical Learning Toolbox》(统计学习工具箱)Richard Frost《Simulated Annealing Tools 》(satools模拟退火工具箱)陈益《simple genetic algorithms laboratory》(SGALAB简单遗传算法实验室)Eric Debreuve《Active Contour Toolbox》(主动轮廓线工具箱)Alaa Tharwat《Alaa Tharwat ToolBox》(模式识别&数字图像处理工具箱)Brian Birge《Particle Swarm Optimization T oolbox》(PSO粒子群优化工具箱)Hartmut Pohlheim《Genetic and Evolutionary Algorithm toolbox》(遗传和进化工具箱)Gonzalez《DIPUM Toolbox》(数字图像处理工具箱)Jouni Hartikainen《EKF/UKF Toolbox for Matlab》(扩展卡曼滤波工具箱)Frederic Moisy《EzyFit toolbox 2.20》(快速拟合工具箱)Constell,Inc《Constellation T oolbox for Matlab》(星座工具箱和手册)Kevin Murphy《Hidden Markov Model (HMM) T oolbox》(隐马尔可夫模型工具箱)Janos Abonyi《Fuzzy Cluster Analysis Toolbox》(模糊聚类和数据分析工具箱)Ben Barrowes《Mathematica Symbolic Toolbox for MATLAB》《Math modl toolbox》(数学建模工具箱)Zoubin Ghahramani《Machine Learning Toolbox》(机器学习，主要是HMM)Sheffield《genetic arithmetic toolbox》(GATBX遗传算法工具箱)Gerald Recktenwald 《Numerical Methods with MATLAB》(NMM1.5数值分析工具箱)Matlab数据关联规则挖掘的工具箱（箱内含使用手册）分享与讨论Martin Ohlin《TrueTime-1.5 Toolbox》Evan Ruzanski《Comprehensive DSP Toolbox v1.0》(综合数字信号处理工具箱)Minh Do《Contourlet toolbox》(Contourlet变换影像处理工具箱)Mike Brookes《Voice box》(语音处理工具箱)Mike Craymer《Geodetic T oolbox》(大地测量学工具箱)Ian Nabney《Pattern analysis toolbox》(Netlab模式分析工具箱)Gabriel Peyre《Toolbox Fast Marching》(快速步进工具箱)John Buck《Computer Explorations Toolbox》(数字信号和系统工具箱)Eric Debreuve《Active Contour Toolbox》(主动轮廓线工具箱)Rasmus Anthin《Finite Element T oolbox 2.1》(有限元工具箱)。
MATLAB工具箱的使用
MATLAB工具箱的使用MATLAB®是一种强大的科学计算软件，广泛应用于各个领域的数学建模、数据分析、仿真和算法开发等工作中。
为了满足不同领域的需求，MATLAB提供了许多不同的工具箱。
这些工具箱包含了各种不同领域的函数和工具，可以帮助用户更加高效地进行数据处理、模拟和算法开发等工作。
下面将介绍几个常用的MATLAB工具箱，以及它们的使用方法：1.信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）：这个工具箱提供了一系列处理数字信号的函数和工具。
用户可以使用这些函数和工具进行信号滤波、功率谱估计、频谱分析、时间频率分析等操作。
该工具箱还提供了许多基本信号处理算法，如滤波器设计、卷积和相关等。
例如，用户可以使用`filtfilt(`函数对信号进行零相移滤波，以去除噪声。
2.图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）：图像处理工具箱提供了一系列处理数字图像的函数和工具。
用户可以使用这些函数和工具进行图像的读取、显示、修改、增强和分析等操作。
该工具箱包含了许多常用的图像处理算法，如图像滤波、边缘检测、形态学处理和图像分割等。
例如，用户可以使用`imread(`函数读取图像，然后使用`imshow(`函数显示图像。
3.控制系统工具箱（Control System Toolbox）：这个工具箱提供了一系列用于分析和设计控制系统的函数和工具。
用户可以使用这些函数和工具进行控制系统的建模、稳定性分析、根轨迹设计和频域分析等操作。
该工具箱还提供了许多常用的控制系统设计方法，如PID控制器设计和状态空间控制器设计等。
例如，用户可以使用`tf(`函数创建传递函数模型，然后使用`step(`函数绘制系统的阶跃响应。
4.优化工具箱（Optimization Toolbox）：优化工具箱提供了一系列用于求解优化问题的函数和工具。
用户可以使用这些函数和工具进行线性规划、非线性规划和整数规划等操作。
MATLAB优化工具箱
MATLAB优化工具箱主要包含线性和非线性规划、约束和无 约束优化、多目标和多标准优化、全局和区间优化等功能， 以及用于优化模型构建和结果可视化的工具。
MATLAB优化工具箱的功能
实例
使用MATLAB求解一个简单的非线性规划问题，以最小化一个非线性目标函数，在给定约 束条件下。
使用MATLAB优化工具箱求解约束优化问题
要点一
约束优化问题定义
约束优化问题是一类带有各种约束条 件的优化问题，需要求解满足所有约 束条件的最优解。
要点二
MATLAB求解约束优 化问题的步骤
首先使用fmincon函数定义目标函数 和约束条件，然后调用fmincon函数 求解约束优化问题。
MATLAB优化工具箱的应用领域
MATLAB优化工具箱广泛应用于各种领域，例如生产管 理、金融、交通运输、生物信息学等。
MATLAB优化工具箱可以用于解决一系列实际问题，例 如资源分配、生产计划、投资组合优化、路径规划等。
MATLAB优化工具箱还为各种实际问题的优化提供了解 决方案，例如采用遗传算法、模拟退火算法、粒子群算 法等现代优化算法解决非线性规划问题。
用户可以使用MATLAB中的“parfor”循环来 并行计算，以提高大规模问题的求解速度。
05
MATLAB优化工具箱的优势和不足
MATLAB优化工具箱的优势
01
高效灵活
02
全面的优化方法
MATLAB优化工具箱提供了高效的优 化算法和灵活的使用方式，可以帮助 用户快速解决各种优化问题。
MATLAB优化工具箱包含了多种优化 算法，包括线性规划、非线性规划、 约束优化、无约束优化等，可以满足 不同用户的需求。
matlab toolbox类型
matlab toolbox类型Matlab Toolbox 类型Matlab 是一种强大的数值计算与科学编程工具，由于其卓越的性能和丰富的功能，被广泛应用于科学、工程和金融等领域。
为了更好地满足不同领域用户的需求，Matlab 提供了丰富的工具箱（Toolbox），包含了各种专门用于特定领域的函数和工具。
本文将介绍 Matlab Toolbox 的类型及其应用。
一、控制系统工具箱（Control System Toolbox）控制系统工具箱是 Matlab 中用于设计、分析和模拟控制系统的重要工具箱。
它包含了许多在控制工程中常用的函数和算法，如PID 控制器设计、稳定性分析、系统响应等。
控制系统工具箱的使用可以帮助工程师快速实现对控制系统的建模、仿真和优化。
二、图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）图像处理工具箱是专门用于数字图像处理的工具箱，提供了丰富的图像处理函数和算法。
它可以帮助用户实现图像的滤波、增强、分割、配准等操作，还支持图像的压缩和编码。
图像处理工具箱被广泛应用于计算机视觉、医学影像分析、遥感图像处理等领域。
三、信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）信号处理工具箱提供了丰富的信号处理函数，用于设计和分析各种类型的信号。
这些函数包括了离散傅里叶变换（DFT）、滤波器设计、频谱分析等。
信号处理工具箱在音频处理、通信系统设计、生物医学信号处理等领域具有广泛的应用。
四、机器学习工具箱（Machine Learning Toolbox）机器学习工具箱是 Matlab 中用于实现各种机器学习算法的工具箱。
它包含了常用的分类、回归、聚类、降维等算法，如支持向量机（SVM）、决策树、神经网络等。
机器学习工具箱的使用使得用户能够在数据挖掘、模式识别、预测分析等任务中实现自动化的学习与决策。
五、优化工具箱（Optimization Toolbox）优化工具箱是用于解决数学最优化问题的工具箱，提供了各种优化算法和函数。
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Analog Filter Transformation
lp2bp lp2bs lp2hp lp2lp Transform lowpass analog filters to bandpass. Transform lowpass analog filters to bandstop. Transform lowpass analog filters to highpass. Change the cut -off frequency for a lowpass analog filter.
polyscale residuez sos2ss sos2tf sos2zp
Analog Lowpass Filter Prototypes FIR Digital Filter Design
convmtx cremez Convolution matrix. Complex and nonlinear-phase equiripple FIR filter besselap buttap cheb1ap Bessel analog lowpass filter prototype. Butterworth analog lowpass filter prototype. Chebyshev type I analog lowpass filter prototype.
Linear System Transformations
latc2tf polystab Convert lattice filter parameters to transfer function form. Stabilize a polynomial. Scale the roots of a polynomial. z-transform partial-fraction expansion. Convert digital filter second-order section parameters to state-space form. Convert digital filter second-order section data to transfer function form. Convert digital filter second-order sections parameters to zero-pole-gain form. Convert digital filter state-space parameters to second-order sections form. Convert state-space filter parameters to transfer function form. Convert state-space filter parameters to zero-polegain form.
ss2sos ss2tf ss2zp
tf2lபைடு நூலகம்tc tf2sos tf2ss tf2zp zp2sos zp2ss zp2tf
Convert transfer function filter parameters to lattice filter form. Convert digital filter transfer function data to secondorder sections form. Convert transfer function filter parameters to statespace form. Convert transfer function filter parameters to zeropole-gain form. Convert digital filter zero-pole-gain parameters to second-order sections form. Convert zero-pole-gain filter parameters to statespace form. Convert zero-pole-gain filter parameters to transfer function form.
MATLAB Toolbox Quick Reference
Author: Jialong He Jialong_he@ /~jialong_he
design. fir1 fir2 fircls fircls1 firls firrcos intfilt kaiserord remez remezord sgolay Design a window-based finite impulse response filter. Design a frequency sampling-based finite impulse response filter. Constrained least square FIR filter design for multiband filters. Constrained least square filter design for lowpass and highpass linear phase FIR filters. Least square linear-phase FIR filter design. Raised cosine FIR filter design. Interpolation FIR filter design. Estimate parameters for an FIR filter design with Kaiser window. Compute the Parks-McClellan optimal FIR filter design. Parks-McClellan optimal FIR filter order estimation. Savitzky-Golay filter design.
cheb2ap ellipap
Chebyshev type II analog lowpass filter prototype. Elliptic analog lowpass filter prototype.
Analog Filter Design
besself butter cheby1 cheby2 ellip Bessel analog filter design. Butterworth analog and digital filter design. Chebyshev type I filter design (passband ripple). Chebyshev type II filter design (stopband ripple). Elliptic (Cauer) filter design.
Filter Discretization
bilinear impinvar Bilinear transformation method for analog-to-digital filter conversion. Impulse invariance method for analog-to-digital filter conversion.
Filter Implementation
conv conv2 deconv fftfilt filter filter2 filtfilt filtic latcfilt medfilt1 sgolayfilt sosfil t upfirdn Convolution and polynomial multiplication. Two-dimensional convolution. Deconvolution and polynomial division. FFT -based FIR filtering using the overlap-add method. Filter data with a recursive (IIR) or nonrecursive (FIR) filter. Two-dimensional digital filtering. Zero-phase digital filtering. Find initial conditions for a transposed direct form II filter implementation. Lattice and lattice-ladder filter implementation. One-dimensional median filtering. Savitzky-Golay filtering. Second-order (biquadratic) IIR digital filtering. Upsample, apply an FIR filter, and downsample.
IIR Digital Filter Design--Classical and Direct
butter Butterworth analog and digital filter design. Chebyshev type I filter design (passband ripple). Chebyshev type II filter design (stopband ripple). Elliptic (Cauer) filter design. Generalized digital Butterworth filter design. Prony's method for time-domain IIR filter design. Compute a linear model using Steiglitz-McBride iteration. Recursive digital filter design. cheby1 cheby2 ellip maxflat prony stmcb yulewalk
IIR Filter Order Estimation