DDPG的实现代码怎么写呢

时间: 2023-04-02 19:04:40 浏览: 58
DDPG的实现代码需要结合具体的应用场景和数据集进行编写,需要使用深度学习框架如TensorFlow或PyTorch进行实现。具体实现过程可以参考相关的论文和代码库,也可以通过学习相关的课程和教材来掌握。
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ddpg算法代码matlab实现

抱歉,我无法提供您所需的MATLAB实现的DDPG算法代码。但是,我可以为您提供DDPG算法的Python实现示例代码。以下是一个简单的DDPG算法的Python实现示例: ```python import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow.keras import layers # 定义Actor网络 class Actor(tf.keras.Model): def __init__(self, state_dim, action_dim, max_action): super(Actor, self).__init__() self.max_action = max_action self.fc1 = layers.Dense(400, activation='relu') self.fc2 = layers.Dense(300, activation='relu') self.out = layers.Dense(action_dim, activation='tanh') def call(self, state): x = self.fc1(state) x = self.fc2(x) x = self.out(x) return self.max_action * x # 定义Critic网络 class Critic(tf.keras.Model): def __init__(self, state_dim, action_dim): super(Critic, self).__init__() self.fc1 = layers.Dense(400, activation='relu') self.fc2 = layers.Dense(300, activation='relu') self.out = layers.Dense(1) def call(self, state, action): x = tf.concat([state, action], axis=1) x = self.fc1(x) x = self.fc2(x) x = self.out(x) return x # 定义DDPG算法 class DDPG: def __init__(self, state_dim, action_dim, max_action): self.actor = Actor(state_dim, action_dim, max_action) self.critic = Critic(state_dim, action_dim) self.target_actor = Actor(state_dim, action_dim, max_action) self.target_critic = Critic(state_dim, action_dim) self.target_actor.set_weights(self.actor.get_weights()) self.target_critic.set_weights(self.critic.get_weights()) self.actor_optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.001) self.critic_optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.002) def get_action(self, state): state = tf.expand_dims(tf.convert_to_tensor(state), 0) action = self.actor(state) return action[0] def train(self, replay_buffer, batch_size=64, discount=0.99, tau=0.005): states, actions, next_states, rewards, dones = replay_buffer.sample_batch(batch_size) states = tf.convert_to_tensor(states) actions = tf.convert_to_tensor(actions) next_states = tf.convert_to_tensor(next_states) rewards = tf.convert_to_tensor(rewards, dtype=tf.float32) dones = tf.convert_to_tensor(dones, dtype=tf.float32) with tf.GradientTape() as tape: target_actions = self.target_actor(next_states) target_q_values = self.target_critic(next_states, target_actions) target_q_values = rewards + (1 - dones) * discount * target_q_values q_values = self.critic(states, actions) critic_loss = tf.reduce_mean(tf.square(q_values - target_q_values)) critic_grad = tape.gradient(critic_loss, self.critic.trainable_variables) self.critic_optimizer.apply_gradients(zip(critic_grad, self.critic.trainable_variables)) with tf.GradientTape() as tape: actions = self.actor(states) critic_value = self.critic(states, actions) actor_loss = -tf.reduce_mean(critic_value) actor_grad = tape.gradient(actor_loss, self.actor.trainable_variables) self.actor_optimizer.apply_gradients(zip(actor_grad, self.actor.trainable_variables)) for t, e in zip(self.target_actor.trainable_variables, self.actor.trainable_variables): t.assign(t * (1 - tau) + e * tau) for t, e in zip(self.target_critic.trainable_variables, self.critic.trainable_variables): t.assign(t * (1 - tau) + e * tau) # 创建DDPG对象并进行训练 ddpg = DDPG(state_dim, action_dim, max_action) replay_buffer = ReplayBuffer() for episode in range(max_episodes): state = env.reset() total_reward = 0 for t in range(max_steps): action = ddpg.get_action(state) next_state, reward, done, _ = env.step(action) replay_buffer.add(state, action, next_state, reward, done) if replay_buffer.size() > batch_size: ddpg.train(replay_buffer, batch_size) state = next_state total_reward += reward if done: break print('Episode:', episode, 'Total Reward:', total_reward) # 使用训练好的DDPG模型进行预测 state = env.reset() for t in range(max_steps): action = ddpg.get_action(state) next_state, reward, done, _ = env.step(action) state = next_state if done: break ``` 请注意,上述代码仅为DDPG算法的简单实现示例,具体实现可能因应用场景的不同而有所变化。您可以根据自己的需求进行修改和扩展。

ddpg代码pytorch实现

以下是使用PyTorch实现DDPG算法的代码示例: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torch.nn.functional as F import numpy as np import gym # 定义Actor网络 class Actor(nn.Module): def __init__(self, state_dim, action_dim, max_action): super(Actor, self).__init__() self.layer1 = nn.Linear(state_dim, 400) self.layer2 = nn.Linear(400, 300) self.layer3 = nn.Linear(300, action_dim) self.max_action = max_action def forward(self, x): x = F.relu(self.layer1(x)) x = F.relu(self.layer2(x)) x = self.max_action * torch.tanh(self.layer3(x)) return x # 定义Critic网络 class Critic(nn.Module): def __init__(self, state_dim, action_dim): super(Critic, self).__init__() self.layer1 = nn.Linear(state_dim + action_dim,400) self.layer2 = nn.Linear(400, 300) self.layer3 = nn.Linear(300, 1) def forward(self, x, u): xu = torch.cat([x, u], 1) x = F.relu(self.layer1(xu)) x = F.relu(self.layer2(x)) x = self.layer3(x) return x # 定义DDPG算法 class DDPG(object): def __init__(self, state_dim, action_dim, max_action): 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) self.max_action = max_action def select_action(self, state): state = torch.FloatTensor(state.reshape(1, -1)).to(device) return self.actor(state).cpu().data.numpy().flatten() def train(self, replay_buffer, iterations, batch_size=64, discount=0.99, tau=0.001): for it in range(iterations): # 从缓存中随机采样一批数据 batch_states, batch_next_states, batch_actions, batch_rewards, batch_dones = replay_buffer.sample(batch_size) state = torch.FloatTensor(batch_states).to(device) next_state = torch.FloatTensor(batch_next_states).to(device) action = torch.FloatTensor(batch_actions).to(device) reward = torch.FloatTensor(batch_rewards).to(device) done = torch.FloatTensor(batch_dones).to(device) # 计算Q值 Q = self.critic(state, action) next_action = self.actor_target(next_state) next_Q = self.critic_target(next_state, next_action.detach()) target_Q = reward + (1 - done) * discount * next_Q # 计算Critic损失并更新网络 critic_loss = F.mse_loss(Q, target_Q.detach()) self.critic_optimizer.zero_grad() critic_loss.backward() self.critic_optimizer.step() # 计算Actor损失并更新网络 actor_loss = -self.critic(state, self.actor(state)).mean() self.actor_optimizer.zero_grad() actor_loss.backward() self.actor_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_(tau * param.data + (1 - tau) * target_param.data) for param, target_param in zip(self.actor.parameters(), self.actor_target.parameters()): target_param.data.copy_(tau * param.data + (1 - tau) * target_param.data) # 定义经验回放缓存 class ReplayBuffer(object): def __init__(self, max_size=1000000): self.storage = [] self.max_size = max_size self.ptr = 0 def add(self, state, next_state, action, reward, done): data = (state, next_state, action, reward, done) if len(self.storage) == self.max_size: self.storage[int(self.ptr)] = data self.ptr = (self.ptr + 1) % self.max_size else: self.storage.append(data) def sample(self, batch_size): ind = np.random.randint(0, len(self.storage), size=batch_size) batch_states, batch_next_states, batch_actions, batch_rewards, batch_dones = [], [], [], [], [] for i in ind: state, next_state, action, reward, done = self.storage[i] batch_states.append(np.array(state, copy=False)) batch_next_states.append(np.array(next_state, copy=False)) batch_actions.append(np.array(action, copy=False)) batch_rewards.append(np.array(reward, copy=False)) batch_dones.append(np.array(done, copy=False)) return np.array(batch_states), np.array(batch_next_states), np.array(batch_actions), np.array(batch_rewards).reshape(-1, 1), np.array(batch_dones).reshape(-1, 1) # 定义超参数 env_name = "MountainCarContinuous-v0" seed = 0 start_timesteps = 1e4 max_timesteps = 5e5 expl_noise = 0.1 batch_size = 64 discount = 0.99 tau = 0.001 policy_noise = 0.2 noise_clip = 0.5 policy_freq = 2 # 创建环境 env = gym.make(env_name) state_dim = env.observation_space.shape[0] action_dim = env.action_space.shape[0] max_action = float(env.action_space.high[0]) # 设置随机种子 env.seed(seed) torch.manual_seed(seed) np.random.seed(seed) # 创建DDPG对象 device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu") ddpg = DDPG(state_dim, action_dim, max_action) # 创建经验回放缓存 replay_buffer = ReplayBuffer() # 初始化状态和分数 state, done, score = env.reset(), False, 0 # 开始训练 for t in range(int(max_timesteps)): if t < start_timesteps: action = env.action_space.sample() else: action = ( ddpg.select_action(np.array(state)) + np.random.normal(0, max_action * expl_noise, size=action_dim) ).clip(-max_action, max_action) next_state, reward, done, _ = env.step(action) replay_buffer.add(state, next_state, action, reward, done) state = next_state score += reward if done: state, done, score = env.reset(), False, 0 if t >= start_timesteps: ddpg.train(replay_buffer, batch_size, discount, tau) if t % 10000 == 0: print("Timestep: {} Score: {}".format(t, score)) # 关闭环境 env.close() ```

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