class Actor(tf.keras.Model): def __init__(self, state_dim, action_dim, max_action): super(Actor, self).__init__() self.layer1 = tf.keras.layers.Dense(256, activation='relu') self.layer2 = tf.keras.layers.Dense(256, activation='relu') self.mean = tf.keras.layers.Dense(action_dim, activation='tanh') self.log_std = tf.keras.layers.Dense(action_dim, activation='tanh') self.max_action = max_action def call(self, state): x = self.layer1(state) x = self.layer2(x) mean = self.mean(x) * self.max_action log_std = self.log_std(x) log_std = tf.clip_by_value(log_std, -20, 2) std = tf.exp(log_std) dist = tfd.Normal(mean, std) action = dist.sample() log_prob = dist.log_prob(action) log_prob -= tf.reduce_sum(2 * (np.log(2) - action - tf.nn.softplus(-2 * action)), axis=1, keepdims=True) action = tf.tanh(action) return action, log_prob对该段代码进行解释

时间: 2023-11-25 15:04:19 浏览: 45
这段代码定义了一个Actor类,它是一个神经网络模型,用于预测在给定的状态下应该采取什么样的动作。具体地,这个Actor类包含以下几个成员变量和函数: - 成员变量state_dim:表示状态(state)的维度; - 成员变量action_dim:表示动作(action)的维度; - 成员变量max_action:表示动作的最大值; - 函数__init__:初始化Actor类,它定义了神经网络的结构,包括三个全连接层(layer1、layer2、mean)和一个用于输出动作的全连接层(log_std)。这些层分别包含256个神经元,其中前两个层采用ReLU激活函数,最后一个输出动作的层采用双曲正切函数(tanh)作为激活函数; - 函数call:接收一个状态作为输入,返回一个动作和与该动作相关的概率值。该函数首先将输入状态通过前两个全连接层进行处理,然后使用mean层输出动作的均值,再使用log_std层输出动作的标准差的对数。这里采用双曲正切函数作为激活函数是因为它的输出范围是[-1,1],这样乘以self.max_action就可以得到[-self.max_action, self.max_action]之间的动作值。然后通过标准差和均值构建一个正态分布,并从中采样得到一个动作值。根据采样得到的动作值,计算该动作的概率,并使用一个公式对概率进行调整,最后将动作值通过tanh函数映射到[-1,1]之间。函数最终返回该动作值和对应的概率值的自然对数。
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基于DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)的PID代码是一种使用深度强化学习算法来优化PID控制器的方法。DDPG是一种Actor-Critic算法,其中Actor网络学习生成动作策略,Critic网络学习评估动作的价值函数。 下面是一个基于DDPG的PID代码的简单示例: ```python import numpy as np import tensorflow as tf # 定义Actor网络 class Actor(tf.keras.Model): def __init__(self, state_dim, action_dim, action_bound): super(Actor, self).__init__() self.fc1 = tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu') self.fc2 = tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu') self.fc3 = tf.keras.layers.Dense(action_dim, activation='tanh') self.action_bound = action_bound def call(self, state): x = self.fc1(state) x = self.fc2(x) x = self.fc3(x) action = x * self.action_bound return action # 定义Critic网络 class Critic(tf.keras.Model): def __init__(self, state_dim, action_dim): super(Critic, self).__init__() self.fc1 = tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu') self.fc2 = tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu') self.fc3 = tf.keras.layers.Dense(1) def call(self, state, action): x = tf.concat([state, action], axis=-1) x = self.fc1(x) x = self.fc2(x) value = self.fc3(x) return value # 定义DDPG算法 class DDPG: def __init__(self, state_dim, action_dim, action_bound): self.state_dim = state_dim self.action_dim = action_dim self.action_bound = action_bound self.actor = Actor(state_dim, action_dim, action_bound) self.critic = Critic(state_dim, action_dim) self.actor_optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.001) self.critic_optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.001) def get_action(self, state): state = np.expand_dims(state, axis=0) action = self.actor(state) return action def train(self, state, action, reward, next_state, done): state = np.expand_dims(state, axis=0) next_state = np.expand_dims(next_state, axis=0) with tf.GradientTape() as tape: target_actions = self.actor(next_state) target_value = reward + (1 - done) * self.critic(next_state, target_actions) critic_value = self.critic(state, action) critic_loss = tf.reduce_mean(tf.square(target_value - critic_value)) critic_grads = tape.gradient(critic_loss, self.critic.trainable_variables) self.critic_optimizer.apply_gradients(zip(critic_grads, self.critic.trainable_variables)) with tf.GradientTape() as tape: actions = self.actor(state) critic_value = self.critic(state, actions) actor_loss = -tf.reduce_mean(critic_value) actor_grads = tape.gradient(actor_loss, self.actor.trainable_variables) self.actor_optimizer.apply_gradients(zip(actor_grads, self.actor.trainable_variables)) # 创建DDPG对象并进行训练 ddpg = DDPG(state_dim, action_dim, action_bound) for episode in range(num_episodes): state = env.reset() total_reward = 0 for step in range(max_steps): action = ddpg.get_action(state) next_state, reward, done, _ = env.step(action) ddpg.train(state, action, reward, next_state, done) state = next_state total_reward += reward if done: break print("Episode:", episode, "Total Reward:", total_reward) ``` 这是一个简单的基于DDPG的PID代码示例,其中包括了Actor网络、Critic网络和DDPG算法的实现。你可以根据自己的需求进行修改和扩展。

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