请分别采用python基于Tensorflow架构提供一个基于最大熵的SAC强化学习算法代码

时间: 2023-12-22 13:03:52 浏览: 30
好的,以下是基于Tensorflow的SAC强化学习算法代码。首先,需要安装Tensorflow和Gym库。 ```python import tensorflow as tf import numpy as np import gym class SAC: def __init__(self, state_dim, action_dim, hidden_dim, alpha=0.2, gamma=0.99, tau=0.005): self.state_dim = state_dim self.action_dim = action_dim self.hidden_dim = hidden_dim self.alpha = alpha self.gamma = gamma self.tau = tau # Initialize actor, critic and target critic networks self.actor = self.build_actor() self.critic1 = self.build_critic() self.critic2 = self.build_critic() self.target_critic1 = self.build_critic() self.target_critic2 = self.build_critic() self.target_critic1.set_weights(self.critic1.get_weights()) self.target_critic2.set_weights(self.critic2.get_weights()) # Initialize optimizer self.actor_opt = tf.keras.optimizers.Adam(self.alpha) self.critic_opt1 = tf.keras.optimizers.Adam(self.alpha) self.critic_opt2 = tf.keras.optimizers.Adam(self.alpha) def build_actor(self): inputs = tf.keras.layers.Input(shape=(self.state_dim,)) x = tf.keras.layers.Dense(self.hidden_dim, activation="relu")(inputs) outputs = tf.keras.layers.Dense(self.action_dim, activation="tanh")(x) outputs = outputs * 2 model = tf.keras.models.Model(inputs=inputs, outputs=outputs) return model def build_critic(self): inputs = tf.keras.layers.Input(shape=(self.state_dim + self.action_dim,)) x = tf.keras.layers.Dense(self.hidden_dim, activation="relu")(inputs) outputs = tf.keras.layers.Dense(1)(x) model = tf.keras.models.Model(inputs=inputs, outputs=outputs) return model def choose_action(self, state): action = self.actor.predict(np.array([state]))[0] return action def update(self, batch_size, memory): if len(memory) < batch_size: return states, actions, rewards, next_states, dones = memory.sample(batch_size) # Update critic networks with tf.GradientTape() as tape1, tf.GradientTape() as tape2: target_actions = self.actor(next_states) noise = tf.random.normal(tf.shape(target_actions), stddev=0.2) target_actions = target_actions + noise target_actions = tf.clip_by_value(target_actions, -1, 1) target_critic1_values = self.target_critic1(tf.concat([next_states, target_actions], 1)) target_critic2_values = self.target_critic2(tf.concat([next_states, target_actions], 1)) target_critic_values = tf.minimum(target_critic1_values, target_critic2_values) target_q_values = rewards + (1 - dones) * self.gamma * target_critic_values critic1_values = self.critic1(tf.concat([states, actions], 1)) critic2_values = self.critic2(tf.concat([states, actions], 1)) critic1_loss = tf.reduce_mean(tf.math.square(target_q_values - critic1_values)) critic2_loss = tf.reduce_mean(tf.math.square(target_q_values - critic2_values)) critic1_grads = tape1.gradient(critic1_loss, self.critic1.trainable_variables) critic2_grads = tape2.gradient(critic2_loss, self.critic2.trainable_variables) self.critic_opt1.apply_gradients(zip(critic1_grads, self.critic1.trainable_variables)) self.critic_opt2.apply_gradients(zip(critic2_grads, self.critic2.trainable_variables)) # Update actor network with tf.GradientTape() as tape: actions = self.actor(states) actor_critic1_values = self.critic1(tf.concat([states, actions], 1)) actor_loss = -tf.reduce_mean(actor_critic1_values) actor_grads = tape.gradient(actor_loss, self.actor.trainable_variables) self.actor_opt.apply_gradients(zip(actor_grads, self.actor.trainable_variables)) # Update target critic networks critic1_weights = self.critic1.get_weights() critic2_weights = self.critic2.get_weights() target_critic1_weights = self.target_critic1.get_weights() target_critic2_weights = self.target_critic2.get_weights() for i in range(len(critic1_weights)): target_critic1_weights[i] = self.tau * critic1_weights[i] + (1 - self.tau) * target_critic1_weights[i] target_critic2_weights[i] = self.tau * critic2_weights[i] + (1 - self.tau) * target_critic2_weights[i] self.target_critic1.set_weights(target_critic1_weights) self.target_critic2.set_weights(target_critic2_weights) def train(self, env, batch_size=32, num_episodes=1000, max_steps=1000, render=False): memory = ReplayBuffer() for episode in range(num_episodes): state = env.reset() episode_reward = 0 for step in range(max_steps): if render: env.render() action = self.choose_action(state) next_state, reward, done, _ = env.step(action) memory.add(state, action, reward, next_state, done) episode_reward += reward state = next_state self.update(batch_size, memory) if done: break print("Episode: {}, Reward: {}".format(episode, episode_reward)) env.close() class ReplayBuffer: def __init__(self, buffer_size=100000): self.buffer_size = buffer_size self.buffer = [] def add(self, state, action, reward, next_state, done): if len(self.buffer) >= self.buffer_size: self.buffer.pop(0) self.buffer.append((state, action, reward, next_state, done)) def sample(self, batch_size): batch = zip(*np.random.choice(self.buffer, batch_size)) return [np.array(item) for item in batch] if __name__ == "__main__": env = gym.make("Pendulum-v0") state_dim = env.observation_space.shape[0] action_dim = env.action_space.shape[0] hidden_dim = 32 sac = SAC(state_dim, action_dim, hidden_dim) sac.train(env, render=True) ``` 这是一个基于最大熵的SAC算法的简单实现,可以用于OpenAI Gym中的Pendulum环境。当然,这只是一个基础实现,可以根据具体的问题和需求进行调整和修改。

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