适用于离散动作空间的MADDPG代码

时间: 2023-07-02 21:16:55 浏览: 81
以下是适用于离散动作空间的MADDPG代码的框架: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import numpy as np import random from collections import deque from itertools import count # 定义神经网络 class Actor(nn.Module): def __init__(self, state_dim, action_dim, hidden_dim): super(Actor, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(state_dim, hidden_dim) self.fc2 = nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim) self.fc3 = nn.Linear(hidden_dim, action_dim) def forward(self, state): x = F.relu(self.fc1(state)) x = F.relu(self.fc2(x)) x = F.softmax(self.fc3(x), dim=-1) return x class Critic(nn.Module): def __init__(self, state_dim, action_dim, hidden_dim): super(Critic, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(state_dim + action_dim, hidden_dim) self.fc2 = nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim) self.fc3 = nn.Linear(hidden_dim, 1) def forward(self, state, action): x = torch.cat([state, action], dim=-1) x = F.relu(self.fc1(x)) x = F.relu(self.fc2(x)) x = self.fc3(x) return x # 定义MADDPG算法 class MADDPG: def __init__(self, state_dim, action_dim, hidden_dim, gamma, tau, lr, device): self.actor_local = Actor(state_dim, action_dim, hidden_dim).to(device) self.actor_target = Actor(state_dim, action_dim, hidden_dim).to(device) self.actor_optimizer = torch.optim.Adam(self.actor_local.parameters(), lr=lr) self.critic_local = Critic(state_dim, action_dim, hidden_dim).to(device) self.critic_target = Critic(state_dim, action_dim, hidden_dim).to(device) self.critic_optimizer = torch.optim.Adam(self.critic_local.parameters(), lr=lr) self.gamma = gamma self.tau = tau self.device = device def act(self, state): state = torch.FloatTensor(state).to(self.device) self.actor_local.eval() with torch.no_grad(): action_probs = self.actor_local(state) self.actor_local.train() actions = [np.random.choice(np.arange(len(prob)), p=prob.detach().cpu().numpy()) for prob in action_probs] return actions def update(self, experiences): states, actions, rewards, next_states, dones = experiences states = torch.FloatTensor(states).to(self.device) actions = torch.LongTensor(actions).unsqueeze(-1).to(self.device) rewards = torch.FloatTensor(rewards).unsqueeze(-1).to(self.device) next_states = torch.FloatTensor(next_states).to(self.device) dones = torch.FloatTensor(dones).unsqueeze(-1).to(self.device) # 更新critic网络 Q_targets_next = self.critic_target(next_states, self.actor_target(next_states)) Q_targets = rewards + (self.gamma * Q_targets_next * (1 - dones)) Q_expected = self.critic_local(states, actions) critic_loss = F.mse_loss(Q_expected, Q_targets) self.critic_optimizer.zero_grad() critic_loss.backward() self.critic_optimizer.step() # 更新actor网络 actions_pred = self.actor_local(states) actor_loss = -self.critic_local(states, actions_pred).mean() self.actor_optimizer.zero_grad() actor_loss.backward() self.actor_optimizer.step() # 更新target网络 self.soft_update(self.critic_local, self.critic_target) self.soft_update(self.actor_local, self.actor_target) def soft_update(self, local_model, target_model): for target_param, local_param in zip(target_model.parameters(), local_model.parameters()): target_param.data.copy_(self.tau * local_param.data + (1.0 - self.tau) * target_param.data) ``` 在训练过程中,需要定义一个 replay buffer,用于存储经验,在每个时间步从 buffer 中随机采样一批经验进行训练,具体实现可以参考以下代码: ```python from collections import deque replay_buffer = deque(maxlen=10000) for i_episode in range(1000): state = env.reset() for t in count(): # 在环境中执行动作 action = maddpg.act(state) next_state, reward, done, _ = env.step(action) # 存储经验到 replay buffer 中 replay_buffer.append((state, action, reward, next_state, done)) state = next_state # 从 replay buffer 中随机采样一批经验进行训练 if len(replay_buffer) >= batch_size: experiences = [replay_buffer.popleft() for _ in range(batch_size)] maddpg.update(experiences) if done: break ``` 其中,`env` 表示环境对象,`batch_size` 表示每次训练时从 replay buffer 中采样的经验数。需要注意的是,在离散动作空间下,需要使用 softmax 函数将 actor 输出的动作概率规范化。

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