用于MATLAB的DDPG代码整定PID参数

时间: 2023-12-02 15:04:22 浏览: 42
DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)是一种深度强化学习算法,可以用于连续控制问题的解决。在MATLAB中,可以使用Deep Learning Toolbox中的函数以及Reinforcement Learning Toolbox中的函数来实现DDPG算法。 下面是一个使用DDPG算法来优化PID控制器参数的示例代码: ```matlab %% 初始化环境 mdl = 'pendulum'; open_system(mdl); Ts = 0.05; Tf = 10; obsInfo = rlNumericSpec([3 1],'LowerLimit',[-pi/2; -8; -Inf],'UpperLimit',[pi/2; 8; Inf]); obsInfo.Name = 'observations'; obsInfo.Description = 'theta;thetadot;thetaerror'; actInfo = rlNumericSpec([1 1],'LowerLimit',-10,'UpperLimit',10); actInfo.Name = 'torque'; env = rlSimulinkEnv(mdl,mdl,obsInfo,actInfo); %% 确定深度神经网络的结构 statePath = [ imageInputLayer([3 1 1],'Normalization','none','Name','observation') fullyConnectedLayer(64,'Name','CriticStateFC1') reluLayer('Name','CriticRelu1') fullyConnectedLayer(64,'Name','CriticStateFC2')]; actionPath = [ imageInputLayer([1 1 1],'Normalization','none','Name','action') fullyConnectedLayer(64,'Name','CriticActionFC1','BiasLearnRateFactor',0)]; commonPath = [ additionLayer(2,'Name','add') reluLayer('Name','CriticCommonRelu') fullyConnectedLayer(1,'Name','output')]; criticNetwork = layerGraph(statePath); criticNetwork = addLayers(criticNetwork,actionPath); criticNetwork = addLayers(criticNetwork,commonPath); criticNetwork = connectLayers(criticNetwork,'CriticStateFC2','add/in1'); criticNetwork = connectLayers(criticNetwork,'CriticActionFC1','add/in2'); %% 建立深度决策网络 actorNetwork = [ imageInputLayer([3 1 1],'Normalization','none','Name','observation') fullyConnectedLayer(64,'Name','ActorFC1') reluLayer('Name','ActorRelu1') fullyConnectedLayer(64,'Name','ActorFC2') reluLayer('Name','ActorRelu2') fullyConnectedLayer(1,'Name','ActorFC3') tanhLayer('Name','ActorTanh1') scalingLayer('Name','ActorScaling1','Scale',2)]; %% 设置DDPG代理 agentOpts = rlDDPGAgentOptions; agentOpts.SampleTime = Ts; agentOpts.DiscountFactor = 0.99; agentOpts.MiniBatchSize = 256; agentOpts.ExperienceBufferLength = 1e6; agentOpts.TargetSmoothFactor = 1e-3; agentOpts.NoiseOptions.Variance = 0.2; agentOpts.NoiseOptions.VarianceDecayRate = 1e-5; agentOpts.SaveExperienceBufferWithAgent = true; agentOpts.ResetExperienceBufferBeforeTraining = false; agentOpts.UseParallel = false; agentOpts.UseGPU = false; agent = rlDDPGAgent(actorNetwork,criticNetwork,agentOpts); %% 训练代理 trainOpts = rlTrainingOptions; trainOpts.MaxEpisodes = 100; trainOpts.MaxStepsPerEpisode = ceil(Tf/Ts); trainOpts.StopTrainingCriteria = 'AverageReward'; trainOpts.StopTrainingValue = -400; trainOpts.ScoreAveragingWindowLength = 30; trainOpts.SaveAgentCriteria = 'EpisodeReward'; trainOpts.SaveAgentValue = -350; trainOpts.Plots = 'training-progress'; trainingStats = train(agent,env,trainOpts); ``` 在这个示例中,我们使用了一个具有64个神经元的深度神经网络来近似Q函数,另一个具有64个神经元的深度神经网络来确定actor的策略。我们还设置了一些DDPG代理的选项,如样本时间、折扣因子、噪声参数等。 在训练代理之后,我们可以使用以下代码来测试代理的性能,并使用优化的PID参数控制摆杆系统: ```matlab agentOpts.NoiseOptions.Variance = 0; simOpts = rlSimulationOptions('MaxSteps',1000); experience = sim(env,agent,simOpts); ``` 这段代码将关闭DDPG代理的噪声,并使用优化的PID参数控制摆杆系统。

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