如何在 GEKKO GUI 中显示解决方案？

Question

我想探索 GEKKO web GUI 的功能，以可视化结果，如https://www.researchgate.net/publication/326740143_GEKKO_optimization_suite中所述。

我已启用m.options.WEB=1并使用m.solve(GUI=True)解决。

GUI 生成但没有预期的趋势（见下文）。 如何显示变量内容以及GUI使用生成的web接口html文件如何？

Answer 1

如您的问题中的 plot 所示， Gekko显示版本使用GUI=True 。 web 界面中仅显示FV 、 MV 、 SV和CV值。

The option WEB is the APMonitor version of the web-interface that uses AJAX and Flash plots (deprecated, to be replaced in a future version) to display the web interface. 这可以保留为m.options.WEB=0以使用 Gekko GUI。

下面是一个生成 Web 界面的示例。 flask package 是 Web 界面的依赖项，第一次启动时需要刷新网页。 Select plot 上的变量显示或添加新的 plot。

from gekko import GEKKO
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt  

m = GEKKO()
m.time = np.linspace(0,20,41)

# Parameters
mass = 500
b = m.Param(value=50)
K = m.Param(value=0.8)

# Manipulated variable
p = m.MV(value=0, lb=0, ub=100)
p.STATUS = 1  # allow optimizer to change
p.DCOST = 0.1 # smooth out gas pedal movement
p.DMAX = 20   # slow down change of gas pedal

# Controlled Variable
v = m.CV(value=0)
v.STATUS = 1  # add the SP to the objective
m.options.CV_TYPE = 2 # squared error
v.SP = 40     # set point
v.TR_INIT = 1 # set point trajectory
v.TAU = 5     # time constant of trajectory

# Process model
m.Equation(mass*v.dt() == -v*b + K*b*p)

m.options.IMODE = 6 # control
m.solve(disp=False,GUI=True)

调用m.solve(GUI=True)会在每次调用时生成（或更新）Web 界面。 也可以使用 Matplotlib 显示 MPC 解决方案。

# get additional solution information
import json
with open(m.path+'//results.json') as f:
    results = json.load(f)

plt.figure()
plt.subplot(2,1,1)
plt.plot(m.time,p.value,'b-',label='MV Optimized')
plt.legend()
plt.ylabel('Input')
plt.subplot(2,1,2)
plt.plot(m.time,results['v1.tr'],'k-',label='Reference Trajectory')
plt.plot(m.time,v.value,'r--',label='CV Response')
plt.ylabel('Output')
plt.xlabel('Time')
plt.legend(loc='best')
plt.show()

还可以生成更复杂的 Matplotlib 图，以显示 MPC 解决方案的未来预测范围、移动范围估计或其他自定义功能。

Answer 2

我对不在 GUI 中的变量有类似的问题。 Flask 是最新的，版本 2.2.2...

我找到了让它们消失的方法想了解解决这个问题的方法，不需要所有对象都在全局 scope 中。

运行上面的示例，GUI 会显示变量及其结果。 但是当 init 被分成一个 function 调用（见下面的第一个代码块）并且在 python 中解决它之外的调用时，GUI 不起作用。 我还观察到我是否使用点符号（第二个代码块）将变量放在 model 下，这样我就可以传递 model 及其所有围绕示例 mu = m.MV() 而不是 u=m.MV( ) GUI 也停止显示变量。

从 function 传递 model

from gekko import GEKKO
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def init():
    m = GEKKO()
    m.time = np.linspace(0,20,41)

    # Parameters
    mass = 500
    b = m.Param(value=50)
    K = m.Param(value=0.8)

    # Manipulated variable
    p = m.MV(value=0, lb=0, ub=100)
    p.STATUS = 1  # allow optimizer to change
    p.DCOST = 0.1 # smooth out gas pedal movement
    p.DMAX = 20   # slow down change of gas pedal

    # Controlled Variable
    v = m.CV(value=0)
    v.STATUS = 1  # add the SP to the objective
    m.options.CV_TYPE = 2 # squared error
    v.SP = 40     # set point
    v.TR_INIT = 1 # set point trajectory
    v.TAU = 5     # time constant of trajectory

    # Process model
    m.Equation(mass*v.dt() == -v*b + K*b*p)

    m.options.IMODE = 6 # control
    return m

m=init()
m.solve(disp=False,GUI=True)

使用点符号将变量分组为 model

from gekko import GEKKO
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

m = GEKKO()
m.time = np.linspace(0,20,41)

# Parameters
mass = 500
b = m.Param(value=50)
K = m.Param(value=0.8)

# Manipulated variable
m.p = m.MV(value=0, lb=0, ub=100)
m.p.STATUS = 1  # allow optimizer to change
m.p.DCOST = 0.1 # smooth out gas pedal movement
m.p.DMAX = 20   # slow down change of gas pedal

# Controlled Variable
m.v = m.CV(value=0)
m.v.STATUS = 1  # add the SP to the objective
m.options.CV_TYPE = 2 # squared error
m.v.SP = 40     # set point
m.v.TR_INIT = 1 # set point trajectory
m.v.TAU = 5     # time constant of trajectory

# Process model
m.Equation(mass*m.v.dt() == -m.v*b + K*b*m.p)

m.options.IMODE = 6 # control
m.solve(disp=False,GUI=True)

显示参数但缺少变量！