如何将Drake System内部的部分状态转换为外层Diagram的输入端口？

现有一个Drake System（例如MultibodyPlant），是否可以通过将该System封装到Diagram内的方式，将内部System的部分状态转换为输入，即直接通过外层Diagram的输入端口赋值？

该需求本质上是为了调整建模决策。例如部分研究将四旋翼的输入设为角速度和总推力，而非总推力和机体力矩（或类似的单个旋翼指令）。

在更复杂的系统中，我可能假设可对特定速度实现瞬时控制（例如动力学响应极快的内部全驱动关节），但仍需对整个多体系统的动力学建模，计入该速度取值对应的科里奥利力等项。

我想要实现的效果和平板滑翔机模型中升降舵的建模选择非常类似，但我不想手动实现LeafSystem，因为我的系统包含复杂的多体动力学。

我目前认为该需求可能无法实现，因为我不了解Diagram有任何可以干预System内部动力学的方式，因此“删除”一个状态并将其提升为输入似乎是不可行的，但还是想确认是否有巧妙的实现方法。

提前感谢！

该需求完全可以通过Drake原生组件的组合实现，不需要手动重写包含多体动力学逻辑的LeafSystem，两种常用方案如下：

• 状态覆盖方案
  直接通过Diagram的事件调度机制修改目标状态的更新逻辑即可：
  1. 将MultibodyPlant放入自定义Diagram中，新增外层输入端口接收你要指定的状态值（例如目标关节速度）
  2. 为Diagram添加一个优先级高于MultibodyPlant原生动力学更新的状态更新事件，每次事件触发时直接用输入端口的取值覆盖MultibodyPlant中对应状态变量的值
  3. 该方案下MultibodyPlant的动力学计算会完全基于你指定的状态值，自动计入科里奥利力、重力、惯性力等所有相关项，完全符合你的建模需求
• 逆动力学前馈方案
  如果你希望完全遵循Drake的原生System接口规范，不直接修改状态更新逻辑，可以用InverseDynamics组件组合实现：
  1. 在Diagram中同时加入MultibodyPlant和InverseDynamics两个系统，二者使用相同的多体模型配置
  2. 将你要作为输入的状态（位置、速度等）同时喂给InverseDynamics的状态端口
  3. InverseDynamics会自动计算出恰好让系统维持该目标状态的力矩值，将该力矩输出喂给MultibodyPlant的作动输入端口即可，效果等价于目标状态完全跟随外部输入

如果使用离散版本的MultibodyPlant，可以搭配ZeroOrderHold组件实现输入值的步间保持，逻辑实现会更简洁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jwelde