Forcespro和Casadi的使用心得

一、前言

很久没更新过了，这次更新一下关于forcespro和casadi的使用心得。

二、学习方法

建议先学forcespro，因为它的文档相对来说比较完整，更易学习。至于forcespro的许可证以及安装，我前面的文章里有，其它的查使用手册即可，一般用的非凸优化就是那个high-level，对着它的例子学就行。

接下来建议再补充学习一个casadi，你会发现有了forcespro的基础以后就很好学习casadi，并且会发现就定义而言，casadi的各种定义更加灵活，用的也算顺手。

但后面你会发现，forcespro实在是太快了，还得是它。

三、心得和小技巧

1、Forcespro的一个错误理解

注意:这里是一个错误理解。我之前因为领会了casadi的灵活性，然后又有一个优化问题在forcespro下实现的效果非常奇怪，而在casadi下正常导致了一个错误理解。后面发现了正确原因，但是当时真是没想到，误以为是另一个错误原因。接下来描述一下这个错误理解。

因为forcespro的定义都是分阶段的，从1到N。(这里其实是一个技巧，就是forcespro的目标函数、不等式等是可以分阶段定义的，比如1到3一个目标函数，3到N一个目标函数，定义方法是xxx{i})然后赛车场景为了全局最优一般是定义为最后一个阶段N的进度最多。所以当时我以为是因为Forcespro的求解是一个阶段一个阶段的求解，所以没有实现不了这种类型的全局最优，然后我以为casadi的灵活性保证了它可以定义为这种全局最优。但事实上，Forcespro和Casadi的求解方式是一样的，一次计算出所有变量。

2、一些技巧和心得

（1）可以分阶段定义目标函数、不等式等

（2）可以把

FORCES_NLP(model, codeoptions, output);

这一部分和调用分开

[output, exitflag, info] = FORCESNLPsolver(problem);

前一部分定义model，生成代码。而后一部分是对代码的调用。这样可以使主函数不用每次都重复生成代码的部分（要接近一分钟），当然，如果你调整了优化问题的结构，就需要重新生成代码，如果只是调整了实时参数，那就可以舒舒服服继续使用主函数。

（3）forcepro比casadi的优点之一是可以输出exitflag。在casadi你同样可以查看求解质量，但是没办法让它输出一个flag。而forcespro可以输出这个flag从而你可以用if语句干点别的事，根据求解质量执行一些操作。

（4）优化问题的排查，这是一个非常重要的点。无论多简单的优化问题，哪怕是已经在casadi实现的问题改写成forcepro，一定要一步一步开始。具体步骤是：[1]先只设置目标函数和动态方程[2]变量约束[3]不等式约束一个一个来[4]其它拓展。注意：一旦有一步出问题，问题一定就在那一步，千万别跳过它继续。我的一个血的教训就是vmin的设置问题，它使得最终的效果非常之离谱，而我因为没一步一步来，过了半年才找到这个离谱的错误，还是在我午睡的时候突然意识到的。