gekko - Python Gekko - 如何将内置最大函数与顺序求解器一起使用？

Question

在 Python 中按顺序求解模型时，GEKKO(即 IMODE >= 4)在使用 GEKKO 附带的 max2 和 max3 函数时失败。

这适用于以下用例，其中 np.maximum 或标准 max 函数将 GEKKO 参数视为数组，这并不总是预期用途或可以创建例如，与整数比较时会出现错误。

最小代码示例:

from gekko import GEKKO
import numpy as np

m = GEKKO()
m.time = np.arange(0,20)

y = m.Var(value=5)
forcing = m.Param(value=np.arange(-5,15))

m.Equation(y.dt()== m.max2(forcing,0) * y)
m.options.IMODE=4
m.solve(disp=False)

返回:

Exception:  @error: Degrees of Freedom
 * Error: DOF must be zero for this mode
 STOPPING...

通过查看代码，我知道 max2 和 max3 在方程中都使用了不等式表达式，这可以理解地引入了自由度，所以这个功能从来都不是有意的？可以有一些解决方法来解决这个问题吗？

任何帮助将不胜感激!

注意: 我希望这不是 How to define maximum of Intermediate and another value in Python Gekko, when using sequential solver? 的重复项，而是提出一个更简洁且不同的问题，本质上是同一个问题。

Answer 1

您可以通过切换到 IMODE=6 获得成功的解决方案。 IMODE=4(同时仿真)或 IMODE=7 顺序仿真需要零自由度。 m.max2() 和 m.max3() 都需要自由度和优化器来求解。

from gekko import GEKKO
import numpy as np

m = GEKKO(remote=False)
m.time = np.arange(0,20)

y = m.Var(value=5)
forcing = m.Param(value=np.arange(-5,15))

m.Equation(y.dt()== -m.max2(forcing,0) * y)
m.options.IMODE=6
m.solve(disp=True)

方程y.dt()== -m.max2(forcing,0) * y呈指数增长超出机器精度，因此我将方程转换为可以求解的方程。