如何在Python Gekko中设置解算器选项（如容错）？

Question

用m.options和m.solver_options在Python Gekko中设置解算器选项有两种方法。哪种方法优先？什么时候应该使用哪种方法？你知道吗

例如，我想为解算器设置objective tolerance（OTOL）和equation residual tolerance（RTOL）。Gekko使用哪一种（1e-7或1e-8）？你知道吗

from gekko import GEKKO
m = GEKKO() # Initialize gekko
m.options.SOLVER=1  # APOPT is an MINLP solver

m.options.OTOL = 1.0e-8
m.options.RTOL = 1.0e-8

# solver settings with APOPT
m.solver_options = ['objective_convergence_tolerance 1.0e-7', \
                    'constraint_convergence_tolerance 1.0e-7']

# Initialize variables
x1 = m.Var(value=1,lb=1,ub=5)
x2 = m.Var(value=5,lb=1,ub=5)
x3 = m.Var(value=5,lb=1,ub=5,integer=True)
x4 = m.Var(value=1,lb=1,ub=5)
# Equations
m.Equation(x1*x2*x3*x4>=25)
m.Equation(x1**2+x2**2+x3**2+x4**2==40)
m.Obj(x1*x4*(x1+x2+x3)+x3) # Objective
m.solve(disp=False) # Solve
print('Results')
print('x1: ' + str(x1.value))
print('x2: ' + str(x2.value))
print('x3: ' + str(x3.value))
print('x4: ' + str(x4.value))
print('Objective: ' + str(m.options.objfcnval))

这就产生了解决方案：

Results
x1: [1.0]
x2: [4.5992789966]
x3: [4.0]
x4: [1.3589086474]
Objective: 17.044543237

有时一个问题需要或多或少的精确性，但也有其他选项，我想用于IPOPT或APOPT。我想知道Gekko在用哪种方法。你知道吗

Answer 1

如果同时设置了m.options和m.solver_options，则APOPT或IPOPT等解算器将使用m.solver_options值。Gekko ^{} values只是所有解算器选项的一个子集，但也是一些最常见的配置参数，可针对所有解算器进行调整。一些常见的选项是收敛公差（RTOL和OTOL）、maximum iterations（MAX_ITER）和maximum time（MAX_TIME）。公共解算器结果也会输出，例如objective function value（OBJFCNVAL）、solve time（SOLVETIME）和solution status（APPINFO）。你知道吗

还可以通过解算器类型配置特定选项。例如，APOPT解算器是一个混合整数非线性规划（MINLP）解算器。还有一些只能从m.solver_options配置的附加选项，例如：

m.solver_options = ['minlp_maximum_iterations 500', \
                    # minlp iterations with integer solution
                    'minlp_max_iter_with_int_sol 10', \
                    # treat minlp as nlp
                    'minlp_as_nlp 0', \
                    # nlp sub-problem max iterations
                    'nlp_maximum_iterations 50', \
                    # 1 = depth first, 2 = breadth first
                    'minlp_branch_method 1', \
                    # maximum deviation from whole number
                    'minlp_integer_tol 0.05', \
                    # covergence tolerance
                    'minlp_gap_tol 0.01']

IPOPT解算器是一个非线性规划（NLP）解算器，因此它不使用MINLP选项。你知道吗