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Pyomo(使用couenne)无法优化功率> = 3

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当我尝试优化它时,我有一个MINLP问题要解决并且couenne崩溃了 . 我设法在崩溃的同时显着减少它,并找到了可能的罪魁祸首 .

减少问题的目标函数是交替的polinomial x[n] - x[n-1] + x[n-2] - ... . 有一个变量数组 x[k], k=n..1 ,其中索引表示x的指数 . 还有一个限制数组强制执行此求幂 .

对于大于2的权力:

  • 如果我直接指数 x[k] = x[1]**k ,couenne crastses .

  • 如果我级联指数 x[k] = x[k-1]*x[1] ,couenne正常解决 .

所以我的问题是:从解算者的角度来看有什么不同?这是不是可以预料到的?我应该用另一种依赖来重新编译couenne吗?

  • 我的环境是Ubuntu 18.04 .

  • 我正在通过conda安装Pyomo 5.5(Linux 4.15.0-29-generic上的CPython 3.6.5) .

  • 我've compiled couenne myself using the default flags and downloading the following dependencies (ThirdParties, all downloaded using the wget script provided by the repository): ASL, Blas, Lapack, Metis and Mumps. I didn' t下载HSL,SCIP和SoPlex .

这是测试代码:

#! /usr/bin/env python3

import pyomo.environ
import pyomo.core as pc
from pyomo.opt import SolverFactory

def run(max_pow, cascade):
  model = pc.ConcreteModel()
  model.s = pc.RangeSet(1, max_pow)
  model.x = pc.Var(model.s, bounds=(-1,1))

  model.s_rest = pc.Set(initialize=list(ii for ii in model.s)[1:])

  ## TWO DIFFERENT WAYS OF COMPUTING POWERS ##
  if cascade: # x[k] = x[k-1]*x[1]
    model.x_c = pc.Constraint(model.s_rest, rule=lambda m, s: m.x[s] == m.x[1]*m.x[s-1])
  else:       # x[k] = x[1]**k
    model.x_c = pc.Constraint(model.s_rest, rule=lambda m, s: m.x[s] == m.x[1]**s)

  # Alternating objective function: x[k] - x[k-1] + x[k-2] - ....
  def obj(x, s, pos=True):
    result = x[s]
    if s > 1:
      result = result + obj(x, s-1, not pos)
    if not pos:
      result = -result
    return result

  model.objective = pc.Objective(rule=lambda m: obj(m.x, max_pow), sense=pc.maximize)

  opt = SolverFactory("couenne")
  results = opt.solve(model)

  model.display()

# Test 3 different cases
for max_pow, cascade in [(2, False,), (3, False,), (3, True)]:
  print("\nDegree: {}, cascade: {}".format(max_pow, cascade))
  print("-"*25)
  try:
    run(max_pow, cascade)
  except Exception as e:
    print(e)

结果如下:

Degree: 2, cascade: False
-------------------------
Model unknown

  Variables:
    x : Size=2, Index=s
        Key : Lower : Value : Upper : Fixed : Stale : Domain
          1 :    -1 :  -1.0 :     1 : False : False :  Reals
          2 :    -1 :   1.0 :     1 : False : False :  Reals

  Objectives:
    objective : Size=1, Index=None, Active=True
        Key  : Active : Value
        None :   True :   2.0

  Constraints:
    x_c : Size=1
        Key : Lower : Body : Upper
          2 :   0.0 :  0.0 :   0.0

Degree: 3, cascade: False
-------------------------
ERROR: Solver (asl) returned non-zero return code (-11)
ERROR: Solver log: Couenne 0.5 -- an Open-Source solver for Mixed Integer
    Nonlinear Optimization Mailing list: couenne@list.coin-or.org
    Instructions: http://www.coin-or.org/Couenne couenne:
Solver (asl) did not exit normally

Degree: 3, cascade: True
-------------------------
Model unknown

  Variables:
    x : Size=3, Index=s
        Key : Lower : Value                  : Upper : Fixed : Stale : Domain
          1 :    -1 :  -0.002154434679988468 :     1 : False : False :  Reals
          2 :    -1 :  4.641588790337013e-06 :     1 : False : False :  Reals
          3 :    -1 : -9.999999860147783e-09 :     1 : False : False :  Reals

  Objectives:
    objective : Size=1, Index=None, Active=True
        Key  : Active : Value
        None :   True : 0.002149783091198271

  Constraints:
    x_c : Size=2
        Key : Lower : Body : Upper
          2 :   0.0 :  0.0 :   0.0
          3 :   0.0 :  0.0 :   0.0

1 回答

  • 0

    除非你应用一些高级转换(如GDP或DAE),否则Pyomo倾向于将模型完全按照你的公式发送给解算器 .

    对于许多求解器, x * x * x 形式的表达式与 x ** 3 的处理方式不同 . 在某些系统中,即使 x ** 2pow(x, 2)sqr(x) 也会给您不同的行为 . 虽然在数学上是等价的,但是边界行为和域限制的处理可能不同 .

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