將 GEKKO 與 MINLP 求解器一起使用時如何知道最大方程數

Question

我正在研究一個優化問題，我正在使用帶有 APOPT 求解器的 gekko 來解決它，有時當我有很多變量時，我會收到以下錯誤“異常：@error：最大方程長度”。
我怎么知道“最大方程長度”？

Answer 1

變量和方程在編譯成字節碼之前以文本文件的形式寫入臨時文件夾，以便通過自動微分有效計算殘差、目標函數、稀疏一階導數和稀疏二階導數。 在gekko模型中，每個方程限制為 15,000 個字符，而不僅僅是使用 APPT 求解器。 此限制可以擴展，但它是為了鼓勵提高編譯和求解速度的模型構建方法。 一個簡單的gekko模型演示了將x = sum(p)作為 10,000 個值的向量的問題。

from gekko import GEKKO
m = GEKKO(remote=False)
p = m.Array(m.Param,10000,value=1)
x = m.Var(lb=0,integer=True)
m.Equation(x==sum(p))
m.options.SOLVER = 1
m.open_folder()
m.solve()

這給出了超出最大方程長度的錯誤。

Exception: @error: Max Equation Length
 Error with line number:  10008

使用m.open_folder()打開運行文件夾。 gekko模型位於文件gk_model0.apm中，該文件使用文本編輯器進行檢查。 有幾種方法可以減少這個問題的方程長度。

1. 參數p可以是普通的numpy數組，而不是gekko參數。 總和在寫入模型文件之前是預先計算的。

from gekko import GEKKO
import numpy as np
m = GEKKO(remote=False)
p = np.ones(10000)
x = m.Var(lb=0,integer=True)
m.Equation(x==sum(p))
m.options.SOLVER = 1
m.open_folder()
m.solve()

這給出了以下gk_model0.apm模型：

Model
Variables
    int_v1 = 0, >= 0
End Variables
Equations
    int_v1=10000.0
End Equations
End Model

2. 如果參數p需要是gekko參數或變量，則使用m.sum()函數而不是sum() 。 對於gekko優化問題，使用m.sum()比sum()或np.sum()更有效，並且避免了最大方程長度的問題。 編譯時間比第一個選項長。

from gekko import GEKKO
m = GEKKO(remote=False)
p = m.Array(m.Param,10000,value=1)
x = m.Var(lb=0,integer=True)
m.Equation(x==m.sum(p))
m.options.SOLVER = 1
m.solve()

3. 盡可能使用m.Intermediate()來減小方程大小。 這種特殊類型的中間變量結合了模型簡化原則，其中一個數量被明確計算一次並在模型中的多個位置使用。 問題/答案中有其他建議，例如如何修復 Python Gekko Max Equation Length 錯誤