【五】强化学习之Sarsa、Qlearing详细讲解----PaddlePaddlle【PARL】框架{飞桨}

2022-12-01 15:57:33 浏览数 (1)

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代码链接:码云:https://gitee.com/dingding962285595/parl_work  ;github:https://github.com/PaddlePaddle/PARL


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1.TD更新:

会找到能获取reward最大的路径。

对应数学公式:

对应流程:

下一步Q值更新当前Q值。

软更新方式,设置权重a每次更新一点点,类似学习率。这样最后Q值都会逼近目标值。

2.Sarsa

部分代码:

   建立的Q表格

初始化Q表格:四列n行

  • Agent是和环境environment交互的主体。
  • predict()方法:输入观察值observation(或者说状态state),输出动作值
  • sample()方法:再predict()方法基础上使用ε-greedy增加探索
  • learn()方法:输入训练数据,完成一轮Q表格的更新

提取出状态s的这一行,然后得到最大Q值的下标。

当对应Q值存在多个动作时,避免每次都获取第一个动作,np.where从最大q值里随机挑选一个动作。

对应代码最后两行

如果 done 为true 则为episode最后一个状态,下一个时刻就没有状态了;

  • run_episode()agent在一个episode中训练的过程,使用agent.sample()与环境交互,使用agent.learn()训练Q表格。
  • test_episode()agent在一个episode中测试效果,评估目前的agent能在一个episode中拿到多少总reward

测试一下算法效果

跑一个episode 只取动作最优的,每个step都延迟了0.5s,动态图显示会稍微慢点的。

得到的结果发现在到达终点过程中距离悬崖远远的,因为程序中有个探索的过程,如果离得太近,下一步会掉下悬崖,重新开始拿到reward-100

reward计算

3.Qlearning

  • Q-learning也是采用Q表格的方式存储Q值(状态动作价值),决策部分与Sarsa是一样的,采用ε-greedy方式增加探索。
  • Q-learningSarsa不一样的地方是更新Q表格的方式。
    • Sarsaon-policy的更新方式,先做出动作再更新。
    • Q-learningoff-policy的更新方式,更新learn()时无需获取下一步实际做出的动作next_action,并假设下一步动作是取最大Q值的动作。
  • Q-learning的更新公式为:

两者区别在于target不同,Qlearing默认下下一个动作为最优的策略,不受探索的影响。

除了learn其余代码都一样

效果比sarsa好

4.策略结果比较:

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