IPOPT 不支持 Pyomo 的 quicksum 功能吗？不支持的表达式类型的 ValueError答案

【问题标题】：Does IPOPT not support Pyomo's quicksum function? ValueError for unsupported expression typeIPOPT 不支持 Pyomo 的 quicksum 功能吗？不支持的表达式类型的 ValueError
【发布时间】：2019-09-04 21:14:33
【问题描述】：

我正在尝试使用 ipopt 求解器解决 Pyomo 上的非线性可行性问题。问题有 2 个组合大小为 28 的 RangeSet 声明、4 个组合大小为 68 的 Param 声明和 5 个组合大小为 88 的 Var 声明。还有 90 个约束声明（2 个冗余），其中一些是线性的，一些是非线性的。

这个模型应该模拟一个化学系统。调用 model.pprint() 会提供它必须的所有信息：所有上述声明。这是我收到的错误输出：

Traceback (most recent call last):
  File "sample.py", line 420, in <module>
    main()
  File "sample.py", line 416, in main
    org_n, aq_n, org, aq = _equilibrium_solver(inputfile, T, org_n, aq_n, org, aq)
  File "sample.py", line 370, in _equilibrium_solver
    opt.solve(model, tee=True)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/opt/base/solvers.py", line 569, in solve
    self._presolve(*args, **kwds)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/opt/solver/shellcmd.py", line 200, in _presolve
    OptSolver._presolve(self, *args, **kwds)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/opt/base/solvers.py", line 669, in _presolve
    **kwds)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/opt/base/solvers.py", line 740, in _convert_problem
    **kwds)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/opt/base/convert.py", line 105, in convert_problem
    problem_files, symbol_map = converter.apply(*tmp, **tmpkw)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/solvers/plugins/converter/model.py", line 191, in apply
    io_options=io_options)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/core/base/block.py", line 1716, in write
    io_options)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/repn/plugins/ampl/ampl_.py", line 378, in __call__
    include_all_variable_bounds=include_all_variable_bounds)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/repn/plugins/ampl/ampl_.py", line 1528, in _print_model_NL
    wrapped_repn.repn.nonlinear_expr)
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/repn/plugins/ampl/ampl_.py", line 527, in _print_nonlinear_terms_NL
    self._print_nonlinear_terms_NL(exp.arg(1))
  File "$HOME/.local/lib/python3.6/site-packages/pyomo/repn/plugins/ampl/ampl_.py", line 637, in _print_nonlinear_terms_NL
    % (exp_type))
ValueError: Unsupported expression type (<class 'pyomo.core.expr.expr_pyomo5.LinearExpression'>) in _print_nonlinear_terms_NL

我认为这是一个相当简单的计算，应该不会有任何问题，但现在我不知道出了什么问题。我不确定它引发的价值错误是什么意思。我是否要求它以非线性术语打印一些线性表达式？我能想到的只有一件事：我使用了两次 quicksum，它使用了 linear_expression 对象。我应该将其替换为其他一些求和表达式，如 summation（不确定求和是否使用相同的对象）？

编辑：我将错误追溯到这个特定的约束。该约束给出了摩尔分数和摩尔之间的关系。

def x2n_org(m,i):
    return model.org[i]*sum_product(model.org_n) == model.org_n[i]
    model.xton_org = Constraint(model.nc, rule=x2n_org)

不知何故，sum_product 或 Summation 是引发 ValueError 的原因。如果有人能看出这个表达式有什么问题，那就太好了。

如果我禁用此约束，求解器会返回不同的错误：

ValueError: Cannot load a SolverResults object with bad status: error

但是，这个错误至少告诉我求解器正在尝试求解模型，即使它找不到解决方案。

【问题讨论】：

标签： python-3.x optimization pyomo ipopt

【解决方案1】：

我通过重新制定约束来解决它。基本上只是重新排列术语，使 sum_product 位于一侧，而两个变量（model.org[i] 和 model.org_n[i]）位于另一侧：

def x2n_org(m,i):
    return sum_product(model.org_n) == model.org_n[i]/model.org[i]
    model.xton_org = Constraint(model.nc, rule=x2n_org)

现在 IPOPT 表示该问题未能通过恢复阶段，但这是一个不同的问题。所以这个问题可以标记为已解决。

【讨论】：