如何将JModelica-Optimica代码转换为OpenModelica-Optimica代码并运行示例

原代码的兼容性问题 #

原代码来自Akesson等人2009年Modelica会议论文，直接在OpenModelica中运行会遇到以下问题：

• OpenModelica对finalTime的声明语法要求更严格，需显式在优化块内定义为变量
• 输入变量u作为优化变量时，原写法无法被OpenModelica正确识别为自由变量
• 部分约束的作用域写法不符合OpenModelica的解析规则

修改后的兼容代码 #

package y

// Van Der Pol振荡器的Modelica模型
model VDP
  Real x1(start=0);
  Real x2(start=1);
  Real u; // 改为普通Real变量，避免输入变量的优化限制
equation
  der(x1) = (1 - x2^2)*x1 - x2 + u;
  der(x2) = x1;
end VDP;

// 适配OpenModelica的Optimica优化规范
optimization VDP_Opt
  startTime = 0;
  finalTime(finalTime, free=true, initialGuess=1); // 显式声明finalTime为优化变量
  VDP vdp;
  Real cost(start=0);
  Real u(free=true, initialGuess=0.0); // 单独声明优化变量u
equation
  der(cost) = 1;
  vdp.u = u; // 将优化变量绑定到模型实例
  // 终端约束
  vdp.x1(finalTime) = 0;
  vdp.x2(finalTime) = 0;
  // 输入约束
  u >= -1;
  u <= 1;
  // 目标函数：最小化最终时刻的cost（即最小化finalTime）
  objective = cost(finalTime);
end VDP_Opt;

end y;

修改说明 #

• 变量u的调整：把原模型的input Real u改为普通Real u，在优化块内单独声明u为优化变量后绑定到模型实例。OpenModelica对输入变量作为优化变量的支持有限，这种方式更可靠。
• finalTime的显式声明：在优化块内直接定义finalTime为变量，指定free=true和初始猜测值，符合OpenModelica的Optimica语法要求。
• 目标函数写法调整：将原代码中括号内的目标函数定义移到优化块的equation段后，用objective = ...的标准格式声明。
• 约束优化：把原针对vdp.u的约束改为直接针对优化变量u，逻辑等价且更易被OpenModelica解析。

运行步骤 #

1. 打开OpenModelica OMEdit
2. 创建新Modelica文件，粘贴上述修改后的代码
3. 右键点击VDP_Opt优化模型，选择Simulate > Optimize
4. 在仿真设置中选择优化求解器（如IPOPT），点击运行即可获取结果

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Prims