如何在Dymos中设置不共享t_initial与t_duration的串联阶段?
Dymos中非共享时间参数的串联阶段及关联短阶段实现
1. 不共享t_initial和t_duration的串联阶段实现
完全可以实现这类需求。Dymos并不强制串联阶段共享时间参数,你可以通过阶段间变量连接手动关联不同阶段的状态、控制量等,让短阶段依赖长阶段的变量,同时保持时间参数独立。
针对你提到的场景:
- 单独创建一个高离散精度的短阶段,将其
t_initial与长慢阶段的初始时间绑定(通过阶段连接配置),t_duration设置为快速动态过程对应的时长,完全独立于长阶段。 - 用
trajectory.link_phases()方法显式连接长阶段和短阶段的关键变量(比如状态量、控制输入),确保短阶段的初始状态与长阶段对齐,同时能获取长阶段的慢变变量。 - 短阶段可采用更精细的转录配置(比如
GaussLobatto转录并设置更多节点数),以此捕获短周期的快速动态。
2. 两个相互关联且依赖长阶段的连续短阶段实现
这类场景同样支持,具体实现步骤如下:
- 先定义长慢阶段,完成其状态、控制、参数等变量的配置。
- 创建第一个短阶段:将其初始时间与长阶段的初始时间绑定,通过
link_phases()调用长阶段的所需变量(如初始状态、系统慢变参数),设置高离散精度以适配快速动态。 - 创建第二个短阶段:将其
t_initial与第一个短阶段的t_final绑定,同时同样通过阶段连接从长阶段调用必要变量;若两个短阶段之间存在变量依赖(比如第一个短阶段的输出作为第二个的输入),也可通过link_phases()配置两者间的变量传递。 - 所有阶段需归属同一个
Trajectory对象,确保变量传递的有效性。
实操提示
- 若长、短阶段时间尺度差异极大,建议对短阶段时间做无量纲化处理,避免数值求解时出现精度问题。
- 调试时可先单独验证短阶段的求解正确性,再逐步与长阶段进行连接整合。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Andrew
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