Uncertainty propagation and maximization using Scipy.optimize

I am trying to learn a bit more about uncertainty propagation. I was given the following equation:

Z(X,Y) = X cos(bY) + c cos(bY)^2 + d cos(bY) + e

where X and Y are random variables defined in [0, 20] and [0, 2π], respectively. b, c, d and e are fixed parameters. Disregarding the covariance and expanding the derivatives for the uncertainty propagation, I obtained:

ΔZ = ((ΔX cos(bY))^2 + ΔY^{2}(-X b sin(bY) - 2bc sin (bY)cos(bY) - bd sin(bY))^{2})^{1/2}

Considering: b, c, d and e = 1.00227229, 5.65590608, 8.88519144, 1.27034426 for X = 12, how can I maximize ΔX and ΔY for the given X, and Y at f.ex. π/2), in order that ΔZ <= 2?

Further relations:

σY = α/K^β, where K = X/ΔX, with α and β = 2.57061306, 1.3422771.

X = κ/P^ω, where P = ΔY/ΔX, with κ and ω = 2.95784715, 0.54292534. 

ΔY < π/6 for X/ΔX > 5

ΔY <= π

ΔX <= 6

This is my approach to the problem:

import numpy as np
from scipy.optimize import minimize

# Define constants
b_val = 1.00227229
c_val = 5.65590608
d_val = 8.88519144
e_val = 1.27034426

alpha = 2.57061306
beta = 1.3422771
kappa = 2.95784715
omega = 0.54292534
phi = 4.48318522
psi = 0.2592947

# Set the given X value
X_val = 12

# Define the function Z and its partial derivatives
def Z_func(X, Y):
    return X * np.cos(b_val * Y) + c_val * np.cos(b_val * Y)**2 + d_val * np.cos(b_val * Y) + e_val

def dZ_dX_func(X, Y):
    return np.cos(b_val * Y)

def dZ_dY_func(X, Y):
    return -X * b_val * np.sin(b_val * Y) - 2 * c_val * b_val * np.sin(b_val * Y) * np.cos(b_val * Y) - d_val * b_val * np.sin(b_val * Y)

# Define the constraint function
def delta_z_constraint(vars, X, Y):
    Delta_X, Delta_Y = vars
    Delta_Z = np.sqrt((dZ_dX_func(X, Y) * Delta_X)**2 + (dZ_dY_func(X, Y) * Delta_Y)**2)
    return 2 - Delta_Z  # Ensure Delta_Z is less than or equal to 2


def alpha_beta_constraint(vars):
    Delta_X, Delta_Y = vars
    K = X_val / Delta_X
    return Delta_Y - alpha / K**beta

def kappa_omega_constraint(vars):
    Delta_X, Delta_Y = vars
    P = Delta_Y / Delta_X
    W = kappa / P**omega
    return W

def phi_psi_constraint(vars):
    Delta_X, Delta_Y = vars
    P = Delta_Y / Delta_X
    W = kappa / P**omega
    R = W / Delta_Y
    Delta_Z = np.sqrt((dZ_dX_func(X_val, Y_val) * Delta_X)**2 + (dZ_dY_func(X_val, Y_val) * Delta_Y)**2)
    return phi / R**psi - Delta_Z

def additional_constraints(initial_guess):
    Delta_X, Delta_Y = initial_guess
    
    def constraint1(vars):
        Delta_X, _ = vars
        return Delta_X - 6

    def constraint2(vars):
        _, Delta_Y = vars
        return np.pi - Delta_Y

    def constraint3(vars):
        Delta_X, _ = vars
        return 5 - Delta_X

    def constraint4(vars):
        Delta_X, Delta_Y = vars
        if X_val / Delta_X > 5:
            return np.pi - Delta_Y
        else:
            return np.pi / 6 - Delta_Y
    
    return [constraint1, constraint2, constraint3, constraint4]


# Set initial guess for Delta_X and Delta_Y
initial_guess = [.05, 0.1]

# Set bounds for Delta_X and Delta_Y
bounds = [(.1,5), (np.deg2rad(0.1), np.pi/6)]

# Define the range of angles
angles = [0,90, 180]

# Loop over the angles
for angle in angles:
    # Set the angle value
    Y_val = np.radians(angle)

     # Define the constraint dictionaries for the optimizer
    constraints = [
        {'type': 'ineq', 'fun': delta_z_constraint, 'args': (X_val, Y_val)},
        {'type': 'ineq', 'fun': alpha_beta_constraint},
        {'type': 'ineq', 'fun': phi_psi_constraint}
    ]


    
    # Perform optimization for the current angle
    result = minimize(lambda x: -np.sum(x), initial_guess, bounds=bounds, constraints=constraints)
    
    # Check if the optimization was successful
    if result.success:
        max_Delta_X, max_Delta_Y = result.x
        print(f"Angle: {angle} degrees")
        print("Maximum Delta_X:", max_Delta_X)
        print("Maximum Delta_Y:", np.rad2deg(max_Delta_Y))
    else:
        print(f"Angle: {angle} degrees - Optimization failed")

I am struggling to add ‘additional_constraints’ to my problem. Further suggestions around the topic are welcome.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật