如何定义一个二进制变量作为约束条件的优化问题(fmincon) ?

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穆罕默德turk TAKCI 2022年2月3日

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//www.tianjin-qmedu.com/matlabcentral/answers/1642700-how-to-define-a-binary-variable-as-part-of-constraints-in-the-optimization-problem-fmincon

评论道: 穆罕默德turk TAKCI2022年2月6日

答:接受艾伦·韦斯

我在做一个优化问题,优化成本微型智能电网"包括电池存储单元。我使用了fmincon功能和写所有非线性不等式约束除了c (x)我表示如下。u_ch (t)是一个二进制变量,可以“1”时,电池充电或放电时是“0”。我需要知道电池充电或放电的时间所以我需要计算“u_ch (t)”。

问题是,我不能设法定义一个二进制变量fmincon Matlab和使用它。P_Batt_charge (t)和P_Batt_disharge (t)也决策变量。优化结束后,我还需要为每个t计算他们的价值观。有什么建议我如何写这些约束?

P_Batt_charge (t)≤150千瓦* u_ch (t)

P_Batt_disharge (t)≤180千瓦* (1-u_ch) (t))

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艾伦·韦斯 2022年2月4日

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//www.tianjin-qmedu.com/matlabcentral/answers/1642700-how-to-define-a-binary-variable-as-part-of-constraints-in-the-optimization-problem-fmincon answer_888925

编辑:艾伦·韦斯 2022年2月4日

fmincon 不接受二元约束,或任何整数约束。唯一的解决者,接受一个非线性目标函数或约束函数和整数约束遗传算法和 surrogateopt 。

通常可以使用线性近似的成本和约束目标和约束。如果你能做到这一点,您可以使用 intlinprog 解算器。一个能源相关的例子,看到电力发电机优化调度:具体问题具体分析。

艾伦·韦斯

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穆罕默德turk TAKCI 2022年2月5日

谢谢你的回复。我已经搜查了一点,设法理解surrogateopt理论。但是,我仍然有一些问题。尤其是定义非线性约束。我有一个简单的例子,是否正常工作。

x =符号(“x”[N, 1]);

intcon = 1;

磅= (0,0,0,0);

乌兰巴托= [1、8、12、15);

[x, fval exitflag] = surrogateopt (objfn、磅、乌兰巴托、intcon)

函数ff = objfn (x)

Ctotal = 4 * x (1) + (2) x - x (3) + (4) ^ 2;

ff。Fval = Ctotal;

ff。Ineq = x (1) * (2) - x (3) ^ 2 - 9;

结束

我想修改这个例子我真正的代码和实际objfn和约束。所以,我刚刚没有objfn包括另一个变量变化。我取代了4号m。因为在我实函数有多个变量,每个变量大小像24 x1。所以当我将另一个变量添加到objfn它不起作用。objfn surrogateopt调用函数时,所有的变量都删除。我不能用喜欢objfn (x, m)

x =符号(“x”[N, 1]);

intcon = 1;

磅= (0,0,0,0);

乌兰巴托= [1、8、12、15);

m = 4;

[x, fval exitflag] = surrogateopt (objfn、磅、乌兰巴托、intcon)

函数ff = objfn (x, m)

Ctotal = m * x (1) + (2) x - x (3) + (4) ^ 2;

ff。Fval = Ctotal;

ff。Ineq = x (1) * (2) - x (3) ^ 2 - 9;

结束

上面的代码是行不通的。我也尝试了不同版本的调用objfn但我不能实现它。总之,我的目标函数不仅X还取决于其他变量。所以,我需要定义这些变量调用objfn但surrogateopt不允许它。

你有什么建议吗?

穆罕默德turk TAKCI 2022年2月6日

编辑:穆罕默德turk TAKCI 2022年2月6日

谢谢你的回复。你的评论是非常有益的。在我的例子中,m将网格的价格变化在一天的时间。在上面的例子中,我只是想模拟一个简单的例子。所以,它将常数不是一个决策变量,这就是为什么我没有把它放进x。但是,当我明白即使恒定值用于内部的目标函数将x向量。它是如此令人困惑,因为我认为我需要修改矩阵A, Aeq磅或乌兰巴托。我说的对吗?因为磅< = x < =乌兰巴托或Aeq * x =说真的。

在上面的示例中,m = 4,表示为x(5),所以磅和乌兰巴托将:

磅= [0,0,0,0,4];

乌兰巴托= [1、8、12、15、4];

这些是正确的吗?

我还想问一个错误发生在我试图利用非线性约束。我用一个例子的链接: //www.tianjin-qmedu.com/help/gads/convert-between-scalar-and-structure.html

objconstr = packfcn (@objFcn @nonlincon);

[x, fval] = surrogateopt (intcon objconstr磅,乌兰巴托,A, b, Aeq, beq)

%的错误使用surrogateopt

%太多的输入参数。

的语法使用surrogateopt就像上面。但它只对线性约束。因为当我打开函数“urrogateopt”,我看到了这样的解释:

另一方面当我改变了“objconstr”只包括反对没有任何非线性约束函数,我看着函数的内部,发现:

在我的例子中,当我删除,A, b, Aeq,说真的那说“没有足够的输入参数”。所以我不明白是什么问题:)我需要写在我其他的约束 ff。Ineq吗?

穆罕默德turk TAKCI 2022年2月6日

编辑:穆罕默德turk TAKCI 2022年2月6日

你好艾伦·维斯,非常感谢你的帮助。我也会检查额外的参数选项。但是,另一个问题是,使用线性和非线性约束在一起。我试着解释我上面反应但是请你看看这个代码?(顺便问一下这将是我最后一个问题,ı承诺:))

intcon = 1;

磅= (0,0,0,0)';

乌兰巴托= [1、8、12、15)';

[x, fval exitflag] = surrogateopt (@objconstr、磅、乌兰巴托、intcon)

函数f = objconstr (x)

f。Fval = x (1) + (2) x - x (3) + (4) ^ 2;

f.Ineq = x (1) * (2) - x (3) ^ 2 - 9;

结束

上面的代码是否正常工作。可以找到x和fval。但是,当我添加线性约束如下所示,它给了错误。

intcon = 1;

磅= (0,0,0,0)';

乌兰巴托= [1、8、12、15)';

Aeq = (1, 1, 1, 1);

说真的= [14];

一个= [];

b = [];

[x, fval exitflag] = surrogateopt (intcon @objconstr磅,乌兰巴托,A, b, Aeq, beq)

函数f = objconstr (x)

f。Fval = x (1) + (2) x - x (3) + (4) ^ 2;

f.Ineq = x (1) * (2) - x (3) ^ 2 - 9;

结束

那么,是什么原因?它是不可能使用线性和非线性约束在同一时间吗?

穆罕默德turk TAKCI 2022年2月6日

你好,是的,我使用R2020b。所以,我需要安装R2021a以上使用所有类型的约束。好的,感谢所有信息。

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