如何使用 pydrake 为 Acrobot 系统创建 LinearQuadraticRegulator

Question

我正在尝试从头开始为 acrobot 系统创建 LQR：

file_name = "acrobot.sdf"  # from drake/multibody/benchmarks/acrobot/acrobot.sdf
acrobot = MultibodyPlant()
parser = Parser(plant=acrobot)
parser.AddModelFromFile(file_name)
acrobot.AddForceElement(UniformGravityFieldElement([0, 0, -9.81]))
acrobot.Finalize()

acrobot_context = acrobot.CreateDefaultContext()

shoulder = acrobot.GetJointByName("ShoulderJoint")
elbow = acrobot.GetJointByName("ElbowJoint")

shoulder.set_angle(context=acrobot_context, angle=0.0)
elbow.set_angle(context=acrobot_context, angle=0.0)

Q = np.identity(4)
R = np.identity(1)
N = np.zeros([4, 4])
controller = LinearQuadraticRegulator(acrobot, acrobot_context, Q, R)

运行这个脚本在最后一个字符串处收到错误：

RuntimeError: Vector-valued input port acrobot_actuation must be either fixed or connected to the output of another system.

None 我对 fix/connect 输入端口的方法最终成功了。

P.S。我知道存在 AcrobotPlant，但我的想法是从运行.

上的 sdf 创建 LQR

P.P.S。为什么 acrobot.get_num_input_ports() return 5 而不是 1？

Answer 1

以下是我必须应用的增量，以使其至少通过该错误：

https://github.com/EricCousineau-TRI/drake/commit/e7167fb8a

主要注释：

您要么 (a) 在相关端口上使用 plant_context.FixInputPort，要么 (b) 使用 DiagramBuilder 通过使用 AddSystem + Connect(output_port, input_port 组合系统。
我建议将 MBP 实例命名为 plant，这样您就可以直接引用模型实例。

这对一些人有帮助吗？

P.P.S. Why acrobot.get_num_input_ports() return 5 instead of 1?

因为是MultibodyPlant实例，多了几个端口。来自 plot_system_graphviz 的预览：

如何使用 pydrake 为 Acrobot 系统创建 LinearQuadraticRegulator

How to create LinearQuadraticRegulator for Acrobot system using pydrake

drake