带相关结构的nlme模型拟合失败且导致R崩溃问题求助

我有一个带非线性项的混合模型，因此打算使用R包nlme而非lme。但即便不额外修改模型，切换到nlme后就会导致RStudio和R崩溃。
我发现哪怕是用lme可以轻松拟合的模拟数据，在我的设备上运行nlme也会出现该问题。

复现步骤 #

1. 构造数据集 #

首先加载依赖库，并构建包含分组id和空间坐标x的data.frame：

library(nlme)

nid <- 300
nx <- 10

data <- expand.grid(
  x = seq(nx),
  id = seq(nid)
)

2. 生成误差和随机效应 #

接下来分别生成相关误差、独立误差列，以及每个id对应的随机截距值，arima.sim的输出需要做归一化处理：

data$ec <- c(
  replicate(
    nid,
    as.numeric(
      arima.sim(
        model = list(
          order = c(1, 0, 0),
          ar = 0.5
        ),
        n = nx
      )
    )
  )
)
data$ec <- data$ec / sd(data$ec)
data$eu <- rnorm(nid * nx)
data$random <- rep(rnorm(nid), each = nx)

3. 生成因变量 #

现在我们生成3个因变量对应3种模型：第一种是带独立（常规）误差的混合模型，第二种包含指数(AR1)相关结构，第三种结合二者。我设置截距为1，随机效应标准差为2，总残差标准差为3：

data$y1 <- 1 + 2 * data$random + 3 * data$eu
data$y2 <- 1 + 2 * data$random + 3 * data$ec
data$y3 <- 1 + 2 * data$random + sqrt(8) * data$ec + sqrt(1) * data$eu

4. 可正常运行的lme代码 #

以下所有lme模型均可正常拟合，输出结果符合预期：

l1 <- lme(
  fixed = y1 ~ 1,
  random = ~ 1 | id,
  data = data,
  method = "ML"
)
l2 <- lme(
  fixed = y2 ~ 1,
  random = ~ 1 | id,
  correlation = corExp(
    form = ~ x | id
  ),
  data = data,
  method = "ML"
)
l3 <- lme(
  fixed = y3 ~ 1,
  random = ~ 1 | id,
  correlation = corExp(
    form = ~ x | id,
    nugget = TRUE
  ),
  data = data,
  method = "ML"
)

5. 导致崩溃的nlme代码 #

据我所知，以下nlme代码定义的模型与上述完全一致。第一个模型可正常运行，但带相关结构的模型会导致R/RStudio崩溃，无任何警告或报错信息。调整参数和nlmeControl暂未解决问题，但我认为可从nlmeControl入手寻找解决方案：

nlme(
  model = y1 ~ b0,
  fixed = b0 ~ 1,
  random = b0 ~ 1,
  group = ~ id,
  data = data,
  start = list(
    fixed = fixed.effects(l1),
    random = setNames(random.effects(l1), "b0")
  ),
  method = "ML"
)
nlme(
  model = y2 ~ b0,
  fixed = b0 ~ 1,
  random = b0 ~ 1,
  group = ~ id,
  correlation = corExp(
    form = ~ x
  ),
  data = data,
  start = list(
    fixed = fixed.effects(l2),
    random = setNames(random.effects(l2), "b0")
  ),
  method = "ML"
)
nlme(
  model = y3 ~ b0,
  fixed = b0 ~ 1,
  random = b0 ~ 1,
  group = ~ id,
  correlation = corExp(
    form = ~ x,
    nugget = TRUE
  ),
  data = data,
  start = list(
    fixed = fixed.effects(l3),
    random = setNames(random.effects(l3), "b0")
  ),
  method = "ML"
)

疑问 #

• 是否有人遇到过同类问题？
• 上述示例代码在其他设备上是否会出现相同问题？
• 调整nlmeControl的哪些参数可尝试修复该问题？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LBogaardt