[英]Defining specific set of values for 2 variables in PYOMO
我正在尝试使用多个变量分配材料属性。 例如; 密度和电导率是材料_1、材料_2 和材料_3 的两个决策变量。
我必须输入以下信息:
density of material_1 = 1000
density of material_2 = 2000
density of material_3 = 1500
conductivity of material_1 = 250
conductivity of material_2 = 400
conductivity of material_3 = 100
Pyomo 中定义变量的标准格式如下:
model.variable_1 = Var(bounds=(800,2000))
上面的代码意味着 variable_1 是一个下限 = 800,上限 = 2000 的变量。
但是我们如何用一组特定的值而不是一个界限来定义一个变量呢?
这个想法是将数据值输入优化器,这样当它选择密度值时,它也应该从相同的材料中选择电导率值。
我们如何将这样的条件强加到 pyomo 框架中? 有人可以帮我吗?
因此,如果您只是选择多个选项之一,则可以将其设置为 Integer 线性程序。 基本要点是我们让下例中的二进制变量x
表示选择材料i
的行为,其中i
是材料集的成员。
在您上面的问题中,您似乎在为将 model 中的参数(价格、密度、电导率等)分离的概念而苦苦挣扎,这些参数的值与您想要对 model 做出的决定的变量进行固定。
比下面稍微高级的 model 可能是混合 model,您可以在某些约束等范围内采用各种材料的比例,这需要将x
的域更改为非负实数。 这只是模拟选择的二元作用。 当然,在像这样微不足道的 model 中,您可以使用列表/字典推导或过滤器来解决它,因此使用代数建模确实有点矫枉过正,但这是区分您所询问的概念的一个示例。
# material selection model
import pyomo.environ as pyo
# data
materials = ['steel', 'alum', 'carbon', 'cheese']
density = { 'steel' : 1.2,
'alum' : 0.8,
'carbon': 1.8,
'cheese': 0.7}
conductivity = {'steel' : 6.4,
'alum' : 3.1,
'carbon': 4.4,
'cheese': 0.3}
price = { 'steel' : 2.3,
'alum' : 3.5,
'carbon': 5.8,
'cheese': 6.0}
m = pyo.ConcreteModel('material selector')
# SETS (used to index the decision variable and the parameters)
m.matl = pyo.Set(initialize=materials)
# VARIABLES
m.x = pyo.Var(m.matl, domain=pyo.Binary) # a binary decision variable representing the selection of matl
# PARAMETERS
m.density = pyo.Param(m.matl, initialize=density)
m.conductivity = pyo.Param(m.matl, initialize=conductivity)
m.price = pyo.Param(m.matl, initialize=price)
# OBJ (minimize price)
m.obj = pyo.Objective(expr=sum(m.x[i] * m.price[i] for i in m.matl))
# Constraints
m.c1 = pyo.Constraint(expr=(sum(m.x[i] * m.density[i] for i in m.matl) >= 1.0)) # min density
m.c2 = pyo.Constraint(expr=(sum(m.x[i] * m.conductivity[i] for i in m.matl) <= 5.0)) # max cond.
# solve it
solver = pyo.SolverFactory('glpk')
result = solver.solve(m)
m.display()
Model material selector
Variables:
x : Size=4, Index=matl
Key : Lower : Value : Upper : Fixed : Stale : Domain
alum : 0 : 0.0 : 1 : False : False : Binary
carbon : 0 : 1.0 : 1 : False : False : Binary
cheese : 0 : 0.0 : 1 : False : False : Binary
steel : 0 : 0.0 : 1 : False : False : Binary
Objectives:
obj : Size=1, Index=None, Active=True
Key : Active : Value
None : True : 5.8
Constraints:
c1 : Size=1
Key : Lower : Body : Upper
None : 1.0 : 1.8 : None
c2 : Size=1
Key : Lower : Body : Upper
None : None : 4.4 : 5.0
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