我可以假定 LeafSystem 的 CalcOutput 函数的运行顺序吗？

Question

我正在这样的 LeafSystem 上工作：

class exampleLeafSystem(LeafSystem):
    def __init__(self, plant):
        self._plant = plant
        self._plant_context = plant.CreateDefaultContext()

        self.DeclareVectorIutputPort("q_v", BasicVector(6))
        self.DeclareVectorOutputPort("tau", BasicVector(3), self.TauCalcOutput)
        self.DeclareVectorOutputPort("xe", BasicVector(3), self.xeCalcOutput)
    
    def TauCalcOutput(self, context, output):
        q_v = self.get_input_port(0).Eval(context)
        self._plant.SetPositionsAndVelocities(self._plant_context, q_v)

        # Do some calculation with self._plant and self._plant_context to get the output
        output.SetFromVector(tau)

    def xeCalcOutput(self, context, output):
        q_v = self.get_input_port(0).Eval(context)
        self._plant.SetPositionsAndVelocities(self._plant_context, q_v)

        # Do some calculation with self._plant and self._plant_context to get the output
        output.SetFromVector(xe)

这里TauCalcOutput和xeCalcOutput这两个方法，我需要先更新MultibodyPlant的状态信息，然后再进行计算，计算输出。但是，由于我不知道这两个 CalcOutput 方法被调用的顺序，为了让这两个方法使用最新的状态信息，我必须写

q_v = self.get_input_port(0).Eval(context)
self._plant.SetPositionsAndVelocities(self._plant_context, q_v)

在这两种方法中，这似乎有点不必要。如果我可以假定正在运行的 CalcOutput 方法的顺序，例如，假设 TauCalcOutput 总是先运行，那么我只能有

q_v = self.get_input_port(0).Eval(context)
self._plant.SetPositionsAndVelocities(self._plant_context, q_v)

在TauCalcOutput方法中，不用担心XeCalcOutput方法会使用MultibodyPlant滞后一步的状态信息。

所以我的问题是 CalcOutput 方法的调用有特定的顺序吗？

Answer 1

没有。合同是输出端口可以随时以任何顺序调用，并且仅在评估时调用（例如，由下游系统）。它们被调用的顺序将取决于图中的其他系统；它们可能不会在单个模拟步骤中全部被调用（例如，如果一个系统被时间步长为 0.1 的离散时间系统消耗，而另一个系统被时间步长为 0.2），或者如果它们未连接则可能根本不会被调用。用户甚至可以手动调用 get_output_port().Eval()。

对于避免输出端口重复计算的一般方法，您应该将共享计算的结果存储在 Context 中，作为状态或作为“缓存条目”。有关详细信息，请参阅 DeclareCacheEntry。

对于此工作流程，具体来说，最简单的解决方案可能是检查位置和速度是否已设置为相同的值，只是为了避免重复运动学评估，例如您在此处看到的： https://github.com/RobotLocomotion/drake/blob/6e6e37ffa677362245773f13c0628f0042b47414/multibody/inverse_kinematics/kinematic_constraint_utilities.cc#L47-L54

我可以假定 LeafSystem 的 CalcOutput 函数的 运行 顺序吗？

Can I assume the running order of LeafSystem's CalcOutput function?

drake

我可以假定 LeafSystem 的 CalcOutput 函数的运行顺序吗？