『實踐』Yalmip+Ipopt+Cplex使用手冊

Yalmip+Ipopt+Cplex使用手冊

1.軟件版本

• Cplex 12.6.2，Matlab R2014a，Ipopt 3.12.9，Yalmip

 

2.Cplex添加方法

• 官方下載地址: http://www-01.ibm.com/software/websphere/products/optimization/cplex-studio-community-edition/

• 破解版下載地址：http://www.0daydown.com/02/140054.html

• 其中community-edition能夠免費試用，但最多隻能計算1000個變量或1000個約束條件的優化問題。

• 點擊安裝，安裝步驟默認操做便可。

• 點擊Matlab中的，點擊，找到路徑並將其添加，最後點擊便可。

• 而後在Matlab命令行窗口輸入，出現幫助文檔，表明添加成功。

 

3.Ipopt添加方法

•  須要的組件：VC_redist.x64和ww_ifort_redist_intel64_2017.0.109.msi 

• (組件下載地址連接：連接1：https://pan.baidu.com/s/1f-J5PBu1WsJO8uxyZzbcTQ 密碼：crxv )

• 連接2：

•  在打開的界面中選擇圖1-1便可。

 

圖1

•  Ipopt下載地址：https://www.inverseproblem.co.nz/OPTI/index.php/DL/DownloadOPTI（最新版本3.12.9）
• Ipopt下載連接：連接：https://pan.baidu.com/s/1tWBRJ7syW-WctcL1LkB06w 密碼：1n3m （之前的版本3.12.6）
• 下載下來後解壓縮，打開文件，目錄以下圖1-2。

 

圖2

•  打開MATLAB，設置路徑-》添加幷包含子文件夾-》選擇Ipopt路徑-》保存。見下圖1-3。

 

圖3

• 右鍵運行圖2中的opti_Install。
• 出現提示讓你安裝optiMEXFiles_mexw64_2_27，回車幾下，彈出窗口，找到optiMEXFiles_mexw64_2_27（不須要本身手動解壓）選中便可。
• VC_redist.x64和ww_ifort_redist_intel64_2017.0.109.msi ，這兩個組件本身手動安裝，注意版本便可。
• 注意下圖中框框中的組件我已經安裝好了，若是沒有安裝，是會有提示的。

IPOPT 3.12.9

 

4.Yalmip添加方法

• 下載地址：https://yalmip.github.io/（最新版本）
• 下載連接：http://pan.baidu.com/s/1eRBhRlK 密碼：dv4o（以前版本）
• 將下載的文件解壓，設置路徑-》添加幷包含子文件夾-》選擇Yalmip路徑-》保存。
•  在Matlab的命令行窗口中輸入或輸入Yalmiptest，測試是否添加成功。

 

5.Yalmip建模經常使用語法

5.1  變量設置

• 實數變量：sdpvar；
• 0-1變量：binvar；
• 整數變量：intvar。
• 例如:x = sdpvar(1,1);    %x爲1×1的實數變量

 

5.2  約束條件

• Constraints = [];　　%Constraints爲本身定義的一個存儲約束的矩陣
• Constraints = [Constraints,0 <= x  <= 1];   %定義了一個變量x大於0且小於1的約束條件

 

5.3  目標函數

• F = 0;    %F爲目標函數
• x = sdpvar(1,1);
• Constraints = [Constraints, x >= 2];
• F = F + x^2 + x^3;   %目標函數爲x^2+x^3

 

5.4   查看變量或表達式的值

• value(x);   %查看變量x的值
• value(x^2+x^3);   %查看錶達式x^2+x^3的值

 

5.5  設置Yalmip和求解器的options

• 經過sdpsettings設置，(sdpsettings參數列表連接）
• options = sdpsettings('field',value,'field',value,.....);   %filed爲參數名，value爲設置值
• 例如：options = sdpsettings('solver','cplex');   %設置求解器爲cplex
• 或者這樣也能夠：options.cplex.exportmodel = 'model.lp';   %設置求解器cplex輸出lp格式的數學模型，文件名爲model。

圖4  

圖5   options

圖6  options.cplex

圖7     xxxx.lp格式的數學模型

 

 

5.6  經常使用求解函數optimize

• sol = optimize(Constraints,Objective,options);  %Constraints爲約束，Objective爲目標函數，options爲5.5節的options

 

5.7  輸出Yalmip模型

• export函數是將Yalmip模型按照求解器的格式輸出。
• [model,recoverymodel,diagnostic,internalmodel] = export(Constraints,Objective,options);  %Constraints爲約束，Objective爲目標函數，options爲5.5節的options
• 例如：
• x = intvar(2,2);
• Constraints = [];
• Constraints = [Constraints,0 <= x  <= 1]; 
• F = sum(x) * ones(2,1);
• options = sdpsettings('solver','cplex');   %設置求解器爲cplex
• [model,recoverymodel,diagnostic,internalmodel] = export(Constraints,Objective,options);  %此時model中就會有符合cplex求解器格式的模型

 

圖8  model中的參數列表

 

5.8  獲取求解器的求解時間和Yalmip的建模時間

• sol = optimize(Constraints,Objective,options);  %Constraints爲約束，Objective爲目標函數，options爲5.5節的options
• sol.yalmiptime;  %Yalmip的建模時間
• sol.solvertime;  %求解器的求解時間

 

5.9  設置初值

• P = sdpvar(2,2);
• assign(P,double(Pit));  %P爲2×2的實數變量，Pit爲2×2的已知矩陣，將Pit的值賦值給P
• options = sdpsettings('solver','cplex','usex0',1);  %usex0默認爲0，1爲開啓設置初值功能

圖9   Yalmip網站說明

 

5.10  獲取對偶乘子

• 查看個人另外一篇博客：『實踐』Yalmip獲取對偶函數乘子

 

5.11  Yalmip輸出模型，調用Cplex類求解

• 查看個人另外一篇博客:：『實踐』Yalmip建模+Cplex類求解

 

5.12  IPOPT參數設置說明

圖10 IPOPT參數列表

• IPOPT中參數的說明詳見：  https://www.gams.com/latest/docs/S_IPOPT.html#IPOPTpardiso_max_iterative_refinement_steps