Gekko Solver 不满足 Constraints 给出错误的解决方案答案

【问题标题】：Gekko Solver does not satisfy Constraints gives wrong solutionGekko Solver 不满足 Constraints 给出错误的解决方案
【发布时间】：2021-03-27 04:29:30
【问题描述】：

我使用 Gekko 求解器来优化函数，但即使在不满足给定约束的简单问题中，它也会给出错误的解决方案。

from gekko import GEKKO    
m = GEKKO(remote=False)

a = m.Var(value=0, integer=True)
b = m.Var(value=0, integer=True)

# constraints
m.Equation([a + b > 7, a**2 + b**2 < 40])
# Objective function
m.Maximize(a**3 + b**3)


m.solve(disp=False)
print(a.value[0])
print(b.value[0])
max_value = a.value[0]**3 + b.value[0]**3
print(max_value)

输出：

2.0
6.0
224.0

【问题讨论】：

考虑到我有多懒，你能提供预期的输出吗？
预期的输出应该是无解。
我怀疑 > 和 = 和

标签： python python-3.x optimization nonlinear-optimization gekko

【解决方案1】：

在末尾添加检查表明 Gekko 在请求的容差内找到了正确的解，尽管默认求解器是 IPOPT，即使在请求 integer=True 时也能找到连续的解。

a = a.value[0]; b = b.value[0]
print('a+b>7',a+b)
print('a^2+b^2<40',a**2+b**2)

# 0.71611780666
# 6.2838821838
# 248.50000026418317
# a+b>7 6.99999999046
# a^2+b^2<40 40.00000001289459

尝试使用m.options.SOLVER=1 切换到MINLP 求解器APPT。不等式 < 和 <= 在 Gekko 中是等价的，因为它是一个数值解。

2.0
6.0
224.0
a+b>7 8.0
a^2+b^2<40 40.0

如果是 < 或 > 在数学意义上不允许 7 和 40，则在约束条件上向上或向下移动一个整数，例如 >=8 和 <=39。

m.Equation([a + b >= 8, \
            a**2 + b**2 <= 39])

结果正确：

a=3.0  b=5.0  Objective: 152.0
a+b>=8 with a+b=8.0 (constraint satisfied)
a^2+b^2=<39 with a^2+b^2=34.0 (constraint satisfied)

这里还缺少什么吗？为什么说没有可行的解决方案？

from gekko import GEKKO    
m = GEKKO(remote=False)

a = m.Var(value=0, integer=True)
b = m.Var(value=0, integer=True)

# constraints
m.Equation([a + b >= 7, \
            a**2 + b**2 <= 40])
# Objective function
m.Maximize(a**3 + b**3)

m.options.SOLVER =1
m.solve(disp=True)
print(a.value[0])
print(b.value[0])
max_value = a.value[0]**3 + b.value[0]**3
print(max_value)

a = a.value[0]; b = b.value[0]
print('a+b>7',a+b)
print('a^2+b^2<40',a**2+b**2)

【讨论】：