用pytorch写添加了icm算法的ddpg代码并逐行添加中文注释

时间: 2023-06-18 10:03:43 浏览: 88
很好,下面是使用PyTorch编写的带有ICM算法的DDPG代码,并为每行代码添加了中文注释: ```python import numpy as np import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import torch.optim as optim # 定义Actor网络 class Actor(nn.Module): def __init__(self, state_dim, action_dim, max_action): super(Actor, self).__init__() self.layer_1 = nn.Linear(state_dim, 400) self.layer_2 = nn.Linear(400, 300) self.layer_3 = nn.Linear(300, action_dim) self.max_action = max_action def forward(self, x): x = F.relu(self.layer_1(x)) x = F.relu(self.layer_2(x)) x = self.max_action * torch.tanh(self.layer_3(x)) return x # 定义Critic网络 class Critic(nn.Module): def __init__(self, state_dim, action_dim): super(Critic, self).__init__() # 定义输入层和第一层隐藏层,输入为状态维度+动作维度 self.layer_1 = nn.Linear(state_dim + action_dim, 400) # 定义第二层隐藏层,输入为第一层的输出维度 self.layer_2 = nn.Linear(400, 300) # 定义输出层 self.layer_3 = nn.Linear(300, 1) def forward(self, x, u): # 将状态和动作拼接 xu = torch.cat([x, u], 1) # 经过第一层和第二层隐藏层 x = F.relu(self.layer_1(xu)) x = F.relu(self.layer_2(x)) # 输出Q值 x = self.layer_3(x) return x # 定义ICM网络 class ICM(nn.Module): def __init__(self, state_dim, action_dim, eta=0.01): super(ICM, self).__init__() # 定义反向模型(从下一个状态和当前状态预测动作) self.forward_model_layer_1 = nn.Linear(state_dim * 2, 256) self.forward_model_layer_2 = nn.Linear(256, action_dim) # 定义正向模型(从当前状态和动作预测下一个状态) self.inverse_model_layer_1 = nn.Linear(state_dim * 2, 256) self.inverse_model_layer_2 = nn.Linear(256, action_dim) # 定义特征提取器 self.encoder_layer_1 = nn.Linear(state_dim, 256) self.encoder_layer_2 = nn.Linear(256, 256) # 定义激励器 self.eta = eta def forward(self, state, next_state, action): # 计算特征提取器的输出 phi1 = F.relu(self.encoder_layer_1(state)) phi1 = F.relu(self.encoder_layer_2(phi1)) phi2 = F.relu(self.encoder_layer_1(next_state)) phi2 = F.relu(self.encoder_layer_2(phi2)) # 计算奖励 intrinsic_reward = self.eta * (phi2.detach() - phi1).pow(2).sum(1) / 2 # 计算反向模型的输出 inverse_input = torch.cat([phi1, phi2], 1) pred_action = F.relu(self.inverse_model_layer_1(inverse_input)) pred_action = torch.tanh(self.inverse_model_layer_2(pred_action)) # 计算正向模型的输出 forward_input = torch.cat([phi1, action], 1) pred_next_state = F.relu(self.forward_model_layer_1(forward_input)) pred_next_state = self.forward_model_layer_2(pred_next_state) return intrinsic_reward, pred_action, pred_next_state # 定义DDPG类 class DDPG(object): def __init__(self, state_dim, action_dim, max_action): # 定义Actor和Critic网络 self.actor = Actor(state_dim, action_dim, max_action).to(device) self.actor_target = Actor(state_dim, action_dim, max_action).to(device) self.actor_target.load_state_dict(self.actor.state_dict()) self.actor_optimizer = optim.Adam(self.actor.parameters(), lr=1e-4) self.critic = Critic(state_dim, action_dim).to(device) self.critic_target = Critic(state_dim, action_dim).to(device) self.critic_target.load_state_dict(self.critic.state_dict()) self.critic_optimizer = optim.Adam(self.critic.parameters(), lr=1e-3) # 定义ICM网络 self.icm = ICM(state_dim, action_dim).to(device) self.icm_optimizer = optim.Adam(self.icm.parameters(), lr=1e-3) # 定义其他参数 self.max_action = max_action def select_action(self, state): # 将状态转化为张量 state = torch.FloatTensor(state.reshape(1, -1)).to(device) # 将状态输入actor网络,得到动作 action = self.actor(state).cpu().data.numpy().flatten() return action def train(self, replay_buffer, batch_size=100, gamma=0.99, eta=0.01): # 从replay buffer随机采样一批数据 state, action, next_state, reward, not_done = replay_buffer.sample(batch_size) state = torch.FloatTensor(state).to(device) action = torch.FloatTensor(action).to(device) next_state = torch.FloatTensor(next_state).to(device) reward = torch.FloatTensor(reward).to(device) not_done = torch.FloatTensor(1 - not_done).to(device) # 计算当前策略下的动作 new_action = self.actor(state) # 计算Q值 critic_loss = F.mse_loss(self.critic(state, action), reward + gamma * not_done * self.critic_target(next_state, self.actor_target(next_state))) self.critic_optimizer.zero_grad() critic_loss.backward() self.critic_optimizer.step() # 计算actor的损失 actor_loss = -self.critic(state, new_action).mean() self.actor_optimizer.zero_grad() actor_loss.backward() self.actor_optimizer.step() # 计算ICM的损失 intrinsic_reward, pred_action, pred_next_state = self.icm(state, next_state, action) icm_loss = F.mse_loss(pred_action, action) + F.mse_loss(pred_next_state, next_state) self.icm_optimizer.zero_grad() icm_loss.backward() self.icm_optimizer.step() # 更新目标网络 for param, target_param in zip(self.critic.parameters(), self.critic_target.parameters()): target_param.data.copy_(0.995 * target_param.data + 0.005 * param.data) for param, target_param in zip(self.actor.parameters(), self.actor_target.parameters()): target_param.data.copy_(0.995 * target_param.data + 0.005 * param.data) # 返回ICM奖励和外部奖励之和 return intrinsic_reward, critic_loss.item(), actor_loss.item(), icm_loss.item() ``` 希望这个代码可以帮助你更好地理解DDPG和ICM算法。

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