如何使用连续动作空间将电池的充放电功率设计为动作,写段代码为例
时间: 2024-04-28 15:26:42 浏览: 133
使用连续动作空间将电池的充放电功率设计为动作,可以采用Python编程语言和PyTorch深度学习框架来实现。下面是一个简单的示例代码,仅供参考:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import numpy as np
# 定义动作空间和状态空间的维度
action_dim = 1 # 电池充放电功率
state_dim = 3 # 电池SOC、负载功率、光伏功率
# 定义智能体的策略网络
class Policy(nn.Module):
def __init__(self):
super(Policy, self).__init__()
self.fc1 = nn.Linear(state_dim, 64)
self.fc2 = nn.Linear(64, 64)
self.mean = nn.Linear(64, action_dim)
self.log_std = nn.Parameter(torch.zeros(action_dim))
def forward(self, state):
x = torch.tanh(self.fc1(state))
x = torch.tanh(self.fc2(x))
mean = self.mean(x)
std = self.log_std.exp().expand_as(mean)
dist = torch.distributions.Normal(mean, std)
return dist
# 定义智能体的价值网络
class Value(nn.Module):
def __init__(self):
super(Value, self).__init__()
self.fc1 = nn.Linear(state_dim, 64)
self.fc2 = nn.Linear(64, 64)
self.fc3 = nn.Linear(64, 1)
def forward(self, state):
x = torch.tanh(self.fc1(state))
x = torch.tanh(self.fc2(x))
value = self.fc3(x)
return value
# 定义智能体的动作选择和训练方法
class Agent():
def __init__(self):
self.policy = Policy()
self.value = Value()
self.policy_optimizer = optim.Adam(self.policy.parameters(), lr=3e-4)
self.value_optimizer = optim.Adam(self.value.parameters(), lr=3e-4)
def select_action(self, state):
state = torch.FloatTensor(state).unsqueeze(0)
dist = self.policy(state)
action = dist.sample()
return action.detach().numpy()[0]
def update(self, replay_buffer):
state, action, next_state, reward, done = replay_buffer.sample()
state = torch.FloatTensor(state)
action = torch.FloatTensor(action)
next_state = torch.FloatTensor(next_state)
reward = torch.FloatTensor(reward)
done = torch.FloatTensor(done)
# 更新价值网络
value_loss = nn.MSELoss()(self.value(state), reward + (1 - done) * 0.99 * self.value(next_state))
self.value_optimizer.zero_grad()
value_loss.backward()
self.value_optimizer.step()
# 更新策略网络
dist = self.policy(state)
log_prob = dist.log_prob(action).sum(-1, keepdim=True)
entropy = 0.5 * (np.log(2 * np.pi * np.e) + self.policy.log_std)
policy_loss = -(log_prob - entropy).mean()
self.policy_optimizer.zero_grad()
policy_loss.backward()
self.policy_optimizer.step()
# 测试代码
agent = Agent()
state = [0.5, 0.3, 0.2] # 电池SOC、负载功率、光伏功率
action = agent.select_action(state)
print(action)
```
上面的示例代码中,我们定义了一个Policy类和一个Value类,分别表示智能体的策略网络和价值网络。在Policy类中,我们使用了一个简单的神经网络,将状态作为输入,输出连续动作空间中的平均值和标准差。使用Normal分布来表示动作的概率分布,并随机采样一个动作作为输出。在Value类中,我们也使用了一个简单的神经网络,将状态作为输入,输出该状态下的值函数估计。
在Agent类中,我们定义了select_action方法,用于根据当前状态选择一个动作。在update方法中,我们使用了策略梯度方法和TD学习方法来更新策略网络和价值网络。
在测试代码中,我们实例化了一个Agent对象,并给定了一个状态state,通过select_action方法得到了一个动作action。
需要注意的是,上面的示例代码只是一个简单的示例,实际应用中需要根据具体的任务和数据情况进行修改和优化。同时,需要根据任务的具体需求和限制条件来设计动作的取值范围和限制条件,以保证动作的可行性和实际可操作性。
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