Yalmip+Ipopt+Cplex使用手冊(文末附程序)
1.軟件版本
2.Cplex添加方法
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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
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其中community-edition可以免費試用，但最多只能計算1000個變量或1000個約束條件的優化問題。
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點擊
安裝，安裝步驟默認操作即可。 -
點擊Matlab中的
，點擊
，找到
路徑並將其添加，最后點擊
即可。 -
然后在Matlab命令行窗口輸入
，出現幫助文檔，代表添加成功。
3.Ipopt添加方法
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需要的組件：VC_redist.x64和ww_ifort_redist_intel64_2017.0.109.msi
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(組件下載地址鏈接：鏈接1：https://pan.baidu.com/s/1f-J5PBu1WsJO8uxyZzbcTQ 密碼：crxv )
- 鏈接2：
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在打開的界面中選擇圖1-1即可。
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下載鏈接：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1tWBRJ7syW-WctcL1LkB06w 密碼：1n3m （以前的版本3.12.6）
- 下載下來后解壓縮，打開文件，目錄如下圖1-2。
圖2
- 打開MATLAB，設置路徑-》添加並包含子文件夾-》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（不需要自己手動解壓）選中即可。
- VC_redist.x64和ww_ifort_redist_intel64_2017.0.109.msi ，這兩個組件自己手動安裝，注意版本即可。
- 注意下圖中框框中的組件我已經安裝好了，如果沒有安裝，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）
- 下載鏈接：http://pan.baidu.com/s/1eRBhRlK 密碼：dv4o（之前版本）
- 將下載的文件解壓，設置路徑-》添加並包含子文件夾-》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建模常用語法
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為1×1的實數變量
5.2 約束條件
- Constraints = []; %Constraints為自己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為目標函數
- x = sdpvar(1,1);
- Constraints = [Constraints, x >= 2];
- F = F + x^2 + x^3; %目標函數為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); %查看表達式x^2+x^3的值
5.5 設置Yalmip和求解器的options
- 通過sdpsettings設置，(sdpsettings參數列表鏈接）
- options = sdpsettings('field',value,'field',value,.....); %filed為參數名，value為設置值
- 例如：options = sdpsettings('solver','cplex'); %設置求解器為cplex
- 或者這樣也可以：options.cplex.exportmodel = 'model.lp'; %設置求解器cplex輸出lp格式的數學模型，文件名為model。
圖4
圖5 options
圖6 options.cplex
圖7 xxxx.lp格式的數學模型
5.6 常用求解函數optimize
- sol = optimize(Constraints,Objective,options); %Constraints為約束，Objective為目標函數，options為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為約束，Objective為目標函數，options為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'); %設置求解器為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為約束，Objective為目標函數，options為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為2×2的實數變量，Pit為2×2的已知矩陣，將Pit的值賦值給P
- options = sdpsettings('solver','cplex','usex0',1); %usex0默認為0，1為開啟設置初值功能
圖9 Yalmip網站說明
5.10 獲取對偶乘子
- 查看我的另一篇博客：『實踐』Yalmip獲取對偶函數乘子
5.11 Yalmip輸出模型，調用Cplex類求解
- 查看我的另一篇博客:：『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
6.Yalmip+Cplex求解電力系統機組組合程序