基于深度强化学习的PID控制器代码
时间: 2023-09-16 12:15:04 浏览: 150
基于深度强化学习的PID控制器代码需要结合具体的任务进行设计,下面给出一个简单的示例代码:
```python
import numpy as np
import tensorflow as tf
class DRL_PID_Controller:
def __init__(self, kp, ki, kd, input_size, output_size, gamma=0.99, epsilon=0.1, lr=0.001):
self.kp = kp
self.ki = ki
self.kd = kd
self.input_size = input_size
self.output_size = output_size
self.gamma = gamma
self.epsilon = epsilon
self.memory = []
self.model = self.create_model()
self.optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(lr=lr)
def create_model(self):
model = tf.keras.models.Sequential([
tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu', input_shape=(self.input_size,)),
tf.keras.layers.Dense(32, activation='relu'),
tf.keras.layers.Dense(self.output_size)
])
return model
def remember(self, state, action, reward, next_state, done):
self.memory.append([state, action, reward, next_state, done])
def act(self, state):
if np.random.rand() <= self.epsilon:
return np.random.uniform(low=-1.0, high=1.0, size=self.output_size)
else:
return self.model.predict(state)[0]
def learn(self):
minibatch = np.array(self.memory)
states = np.vstack(minibatch[:, 0])
actions = np.vstack(minibatch[:, 1])
rewards = minibatch[:, 2]
next_states = np.vstack(minibatch[:, 3])
dones = minibatch[:, 4]
targets = np.zeros((len(minibatch), self.output_size))
for i in range(len(minibatch)):
state, action, reward, next_state, done = minibatch[i]
target = reward
if not done:
target = reward + self.gamma * np.amax(self.model.predict(next_state)[0])
targets[i] = self.model.predict(state)
targets[i][np.argmax(action)] = target
self.model.fit(states, targets, epochs=1, verbose=0)
self.memory = []
def control(self, error, integral, derivative, dt):
state = np.array([error, integral, derivative])
action = self.act(state)
output = action[0] * self.kp + action[1] * self.ki * dt + action[2] * self.kd / dt
return output, action
```
这个代码实现了一个基于深度强化学习的PID控制器,使用了一个神经网络模型来学习控制参数的调整。具体来说,`create_model` 方法定义了一个具有两个隐藏层的神经网络,其中输入是状态(包括误差、积分项和微分项),输出是三个控制参数(Kp、Ki和Kd)。`act` 方法用于选择控制动作,这里使用了 epsilon-greedy 策略。`remember` 方法用于将每一时刻的状态、动作、奖励、下一状态和完成标志存储到经验回放池中。`learn` 方法用于从经验回放池中随机采样一批数据,计算目标值,然后使用梯度下降算法来更新神经网络模型。`control` 方法用于根据当前状态和学习得到的控制参数计算输出值,然后返回输出和学习得到的控制参数。
需要注意的是,这个代码只是一个示例,实际使用时需要根据具体任务对其进行修改和调整。
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