如何正确地将标量连接到向量条目？

如何解决如何正确地将标量连接到向量条目？

我们正在寻找一种将标量（作为输出）连接到向量条目（作为输入）的方法。

在 "Nonlinear Circuit Analysis" 示例中，class Node 中有一个解决方法，它循环标量的数量并将每个标量添加为新输入。在 class Circuit 中，添加的输入然后通过它们的“索引”（例如 'I_in:0'）访问。

在我们的例子中，这个循环必须由一个新的组件集成，它只循环新的输入。这就是为什么我们要避免循环并直接使用向量和矩阵运算的原因。就电路示例而言，实现此目的的一种方法是使用某种尚未实现的目标索引（请参阅 tgt_indices）（尚未实现）。 在这种情况下，两个类都将如下所示：

class Node(om.ImplicitComponent):
    """Computes voltage residual across a node based on incoming and outgoing current."""

    def initialize(self):
        self.options.declare('n_in',default=1,types=int,desc='number of connections with + assumed in')
        self.options.declare('n_out',desc='number of current connections + assumed out')

    def setup(self):
        self.add_output('V',val=5.,units='V')

        self.add_input('I_in',units='A',shape=self.options['n_in'])
        self.add_input('I_out',shape=self.options['n_out'])

    def apply_nonlinear(self,inputs,outputs,residuals):
        residuals['V'] = 0.
        residuals['V'] += inputs['I_in'].sum()
        residuals['V'] -= inputs['I_out'].sum()

class Circuit(om.Group):

    def setup(self):
        self.add_subsystem('n1',Node(n_in=1,n_out=2),promotes_inputs=[('I_in')])
        self.add_subsystem('n2',Node())  # leaving defaults

        self.add_subsystem('R1',Resistor(R=100.),promotes_inputs=[('V_out','Vg')])
        self.add_subsystem('R2',Resistor(R=10000.))
        self.add_subsystem('D1',Diode(),'Vg')])

        self.connect('n1.V',['R1.V_in','R2.V_in'])
        self.connect('R1.I','n1.I_out',tgt_indices=[0])
        self.connect('R2.I',tgt_indices=[1])

        self.connect('n2.V',['R2.V_out','D1.V_in'])
        self.connect('R2.I','n2.I_in',tgt_indices=[0])
        self.connect('D1.I','n2.I_out',tgt_indices=[0])

        ...

所以主要方面是将输出标量连接到类似于 src_indices 选项的输入向量的条目。有没有办法做到这一点或有理由反对？

由于我们计划使用 Dymos，因此我们希望将此功能提高一维，并将输出向量连接到输入矩阵的行。

解决方法

您是对的，目前 OpenMDAO 中没有类似 tgt_indices 的功能。虽然它在技术上是可行的，但它确实存在一些 API 设计和内部实际挑战。如果您强烈认为此功能的需求/价值，您可以考虑提交一份 POEM 描述您提议的 API 以供开发团队考虑。您可以从提供的示例开始，但您需要仔细考虑以下细节：

• 如果用户同时提供 src_indices 和 tgt_indices 会怎样？
• 如果 tgt_indices 重叠，错误信息会是什么样子
• api 如何扩展到 promotes 函数。

与此同时，您需要使用 MuxComponent，或者编写您自己的该组件版本，该版本将接收数组输入并将它们推送到组合矩阵中。添加这样的组件有点低效，但从宏观的角度来看，它应该不会太糟糕（只要你花时间为它定义解析导数。CS/FD这个组件会很昂贵）。