Правильно ли использовать if/else, чтобы избежать деления на ноль в разделе определения calculate()?

Я новичок в среде OpenMDAO и пытаюсь создать явную самоопределяемую модель и использовать SimpleGADriver для выполнения многоцелевой оптимизации MIP. При использовании class MyModel(ExplicitComponent): для определения моей модели в разделе def compute() у меня есть функция, которая вычисляет вывод, например output_a = output_b / output_c, где переменная output_c в некоторых случаях оказывается равной нулю. сейчас я использую

def compute()
  if output_c != 0:
    output_a = output_b / output_c
  else:
    output_a = output_b / 1e-10
    

Чтобы быть конкретным, физический смысл переменной output_c - это диаметр пружины (D), вычтенный из диаметра витка пружины (d). Кроме того, эти два входа (D и d) являются дискретными входами, поэтому, хотя драйвер ГА генерирует схемы случайным образом, неизбежно наличие D == d, что приведет к тому, что output_c будет равен нулю.

Я чувствую, что это может быть не лучшая практика для решения проблем с делением на ноль в OpenMDAO, хотя оптимизация работает нормально. Может ли кто-нибудь сообщить мне, есть ли другие рекомендуемые способы работы с делением на ноль в OpenMDAO?

Я проверил веб-страницу OpenMDAO на наличие руководств и примеров, но ничего не нашел, в настоящее время у меня нет лучших решений…

Я призываю вас подвергнуть сомнению смысл ситуаций, когда output_c может быть равен нулю.

Yves Daoust 21.12.2022 16:20

Спасибо, Ив, за ваше предложение, я обновил эту информацию в своем вопросе.

Guan Yu 21.12.2022 16:42

Возможно, вам следует перепараметрировать свои входные данные, чтобы у вас было dv1 = d (диаметр катушки) и dv2 = D - d (толщина пружины), а затем закодировать толщину с минимальным значением, которое больше нуля.

Kenneth Moore 21.12.2022 16:56
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
0
3
53
1
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

Я полностью признаю, что сам использовал подобную технику для работы с делением на ноль.

Я делаю что-то вроде этого:

output_a = output_b / (output_c + 1e-20)

Это в основном похоже на ваш подход, но имеет немного лучшие числовые свойства, потому что моя версия технически непрерывна C1, а ваша версия C1 прерывиста в 0. Однако на практике оба подхода имеют числовые проблемы, потому что вы все еще делите на крошечное число и у вас плохой контроль над поведением там.

Тем не менее, комментарий Ива Дауста является точным и намекает на то, что я обычно рекомендую в таких ситуациях. У вас не может быть нулевого диаметра пружины, но, как вы сказали, ваша текущая параметризация пространства делает так, что ноль действителен. На самом деле, кажется вероятным, что у вас могут быть даже отрицательные значения.

Поэтому я обычно предлагаю вам перепараметрировать вашу проблему, чтобы использовать диаметр витка пружины и дельту между этим и диаметром. Затем для любого положительного значения этой дельты вам гарантируется действительная физическая пружина. Это принципиально более правильное пространство проектирования, в котором вы можете легко применять границы переменных, чтобы гарантировать, что вы всегда будете оставаться физически действительными (например, delta_diam > 0,001).

Если бы вы использовали методы на основе градиента, такая репараметризация была бы крайне важна для получения каких-либо результатов. С GA это палка о двух концах. Технически вам может сойти с рук наличие такой недопустимой дыры в вашем дизайнерском пространстве. Однако вам нужно сделать две вещи:

  1. сделайте вашу модель устойчивой к этому сбою. Таким образом, ваш оператор if (или моя модифицированная версия) — хороший способ избежать проблемы деления на ноль. Но вам может понадобиться внести изменения и в других местах ниже по течению.

  2. Убедитесь, что вы правильно уведомили оптимизатора о проблеме. В вашем случае вы можете добавить какой-то компонент, который проверяет значения и сильно наказывает целевую функцию, когда она обнаруживает такого рода числовую нестабильность. Это помогает ГА оставаться вне этих областей, хотя ваши результаты теперь сильно зависят от типа используемой штрафной функции и от того, насколько сильной вы ее делаете.

Подчеркну, что мне не нравится такой подход. Повторная параметризация - гораздо лучший выбор... поэтому я также

"призываем вас подвергнуть сомнению смысл ситуаций, когда output_c может быть нулем!" -- Ив Дауст

Спасибо за полезный ответ, Джастин, он многое объясняет. Я определенно начну пытаться доработать свой проект. Однако еще одна вещь, которая меня сейчас смущает, заключается в том, решаются ли функции, которые я пишу в разделе вычислений, как система уравнений, или они просто составляют сценарий расчета для каждого вывода. Чтобы быть более конкретным, например, имеет ли значение последовательность этих уравнений (или, может быть, функций)? Еще раз спасибо за ваш ответ

Guan Yu 21.12.2022 18:28

Я не совсем понимаю ваш вопрос, и похоже, что вы сейчас спрашиваете о чем-то другом. Я предлагаю вам опубликовать отдельный вопрос с каким-то примером сценария, чтобы уточнить, что вы спрашиваете.

Justin Gray 24.12.2022 01:40

Другие вопросы по теме