请采用python基于Tensorflow架构提供基于最大熵的SAC强化学习算法代码

时间: 2023-10-03 08:02:22 浏览: 42
以下是基于TensorFlow构建的最大熵SAC强化学习算法的代码示例: ``` import tensorflow as tf import numpy as np import gym # 定义常量 LR_A = 0.001 # actor的learning rate LR_C = 0.002 # critic的learning rate GAMMA = 0.9 # 折扣因子 TAU = 0.01 # 软更新的参数 MEMORY_CAPACITY = 10000 # 记忆库的大小 BATCH_SIZE = 32 # 批处理的大小 MAX_EPISODES = 200 # 最大的训练次数 MAX_EP_STEPS = 200 # 每次训练步数的最大值 # 定义Actor网络 class Actor(object): def __init__(self, sess, n_features, n_actions, lr=0.001): self.sess = sess self.s = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_features], 'state') self.a = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_actions], 'action') self.td_error = tf.placeholder(tf.float32, None, 'td_error') l1 = tf.layers.dense(self.s, 30, activation=tf.nn.relu) mu = tf.layers.dense(l1, n_actions, activation=tf.nn.tanh) sigma = tf.layers.dense(l1, n_actions, activation=tf.nn.softplus) global_step = tf.Variable(0, trainable=False) self.mu, self.sigma = tf.squeeze(mu*2), tf.squeeze(sigma+0.1) self.normal_dist = tf.distributions.Normal(self.mu, self.sigma) # 最大熵 self.log_prob = self.normal_dist.log_prob(self.a) self.exp_v = self.log_prob * self.td_error self.entropy = self.normal_dist.entropy() self.loss = -(self.exp_v + 0.01*self.entropy) self.train_op = tf.train.AdamOptimizer(lr).minimize(self.loss, global_step=global_step) def learn(self, s, a, td): self.sess.run(self.train_op, {self.s: s, self.a: a, self.td_error: td}) def choose_action(self, s): s = s[np.newaxis, :] return self.sess.run(self.normal_dist.sample(), {self.s: s})[0] # 定义Critic网络 class Critic(object): def __init__(self, sess, n_features, lr=0.002): self.sess = sess self.s = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_features], 'state') self.v_ = tf.placeholder(tf.float32, [None, 1], 'v_next') self.r = tf.placeholder(tf.float32, None, 'r') l1 = tf.layers.dense(self.s, 30, activation=tf.nn.relu) self.v = tf.layers.dense(l1, 1, activation=None) td = tf.reduce_mean(self.r + GAMMA * self.v_ - self.v) self.td_error = tf.reduce_mean(tf.square(td)) self.train_op = tf.train.AdamOptimizer(lr).minimize(self.td_error) def learn(self, s, r, s_): v_ = self.sess.run(self.v, {self.s: s_}) td_error, _ = self.sess.run([self.td_error, self.train_op], {self.s: s, self.v_: v_, self.r: r}) return td_error # 经验回放 class Memory(object): def __init__(self, capacity, dims): self.capacity = capacity self.data = np.zeros((capacity, dims)) self.pointer = 0 def store_transition(self, s, a, r, s_): transition = np.hstack((s, a, r, s_)) index = self.pointer % self.capacity self.data[index, :] = transition self.pointer += 1 def sample(self, n): assert self.pointer >= self.capacity, '记忆库数据不够多' indices = np.random.choice(self.capacity, size=n) return self.data[indices, :] # 主函数 if __name__ == "__main__": env = gym.make('Pendulum-v0') env.seed(1) np.random.seed(1) tf.set_random_seed(1) sess = tf.Session() # 创建actor和critic网络 actor = Actor(sess, env.observation_space.shape[0], env.action_space.shape[0], LR_A) critic = Critic(sess, env.observation_space.shape[0], LR_C) sess.run(tf.global_variables_initializer()) # 创建记忆库 memory = Memory(MEMORY_CAPACITY, dims=env.observation_space.shape[0] * 2 + env.action_space.shape[0] + 1) # 记录训练过程中的奖励和误差 reward_list = [] td_error_list = [] for i in range(MAX_EPISODES): s = env.reset() ep_reward = 0 ep_td_error = 0 for j in range(MAX_EP_STEPS): env.render() # actor选择动作 a = actor.choose_action(s) # 执行动作,得到下一个状态和奖励 s_, r, done, info = env.step(a) # 存储经验 memory.store_transition(s, a, r/10, s_) # 如果记忆库数据够多,开始训练 if memory.pointer > MEMORY_CAPACITY: # 抽取记忆库数据 batch_memory = memory.sample(BATCH_SIZE) # 更新critic网络 td_error = critic.learn(batch_memory[:, :env.observation_space.shape[0]], batch_memory[:, -env.observation_space.shape[0]:], batch_memory[:, -env.observation_space.shape[0]-1:-1]) ep_td_error += td_error # 更新actor网络 actor.learn(batch_memory[:, :env.observation_space.shape[0]], batch_memory[:, env.observation_space.shape[0]:env.observation_space.shape[0] + env.action_space.shape[0]], td_error) # 状态更新 s = s_ ep_reward += r # 如果一次训练结束,输出信息 if j == MAX_EP_STEPS-1: print('Episode:', i, ' Reward: %i' % int(ep_reward), ' TD Error: %.4f' % float(ep_td_error/BATCH_SIZE)) reward_list.append(ep_reward) td_error_list.append(ep_td_error/BATCH_SIZE) break # 关闭环境 env.close() sess.close() ``` 这段代码实现了一个简单的Pendulum-v0任务的最大熵SAC强化学习算法,其中Actor和Critic网络均采用了单层神经网络,可以根据需要进行修改。在训练过程中,会输出每一次训练的奖励和TD误差。

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