主要内容

rlqvalueerepresentation

强化学习主体的q值函数批判表示

描述

该对象实现了Q值函数近似器,以在钢筋学习代理中用作批评者。Q值函数是将观察操作对映射到表示预期总计长期奖励的标量值映射的函数,该标量值在从给定的观察开始并执行给定的操作时预期代理程序会累积。因此,Q值函数批评者需要两个观察和动作作为输入。创建一个rlqvalueerepresentation批评家,用它来创建一个依赖于q值函数批评家的代理,例如rlQAgentrlDQNAgent萨金特rlddpgagent., 或者rltd3agent.。有关创建表达的详细信息,请参见创建策略和值函数表示

创造

描述

标量输出Q值批评家

例子

评论家=rlQValueRepresentation(观察税收ActionInfo.,'观察',obsname.“行动”,actName创建Q值函数评论家是用作近似器的深神经网络,并且必须将观察和动作作为输入,以及单个标量输出。该语法设置观测信息行动信息特性评论家分别对应于输入观察税收ActionInfo.,包含观察和行动规范。obsname.必须包含输入层的名称与观察规范关联的。操作名称actName必须是输入层的名称与操作规范相关联的。

例子

评论家=rlQValueRepresentation(标签观察税收ActionInfo.基于属性创建Q值函数评论家具有离散作用空间与观测空间来自Q值表标签标签是一个rltable.对象,该对象包含一个表,该表包含尽可能多的行和尽可能多的列观测信息行动信息特性评论家分别对应于输入观察税收ActionInfo.,必须是rlFiniteSetSpec分别包含离散观测和动作空间规范的对象。

例子

评论家=rlQValueRepresentation({basisFcnW0},观察税收ActionInfo.创建一个基于q值的函数评论家使用自定义基函数作为基础近似器。第一个输入参数是两个元素的单元格,其中第一个元素包含句柄basisFcn对于自定义基函数,第二个元素包含初始权重向量W0在此,基函数必须同时具有观察值和动作作为输入和输出W0必须是列向量。此语法设置观测信息行动信息特性评论家分别对应于输入观察税收ActionInfo.

多输出离散动作空间Q值批评家

例子

评论家=rlQValueRepresentation(观察税收ActionInfo.,'观察',obsname.创建多输出Q值函数评论家对于离散动作空间是作为近似器使用的深度神经网络,必须只有观测值作为输入,而单个输出层具有尽可能多的可能离散动作的元素数量。该语法设置观测信息行动信息特性评论家分别对应于输入观察税收ActionInfo.,包含观察结果和行动规范。此处,ActionInfo.一定是一个rlFiniteSetSpec包含离散动作空间规范的对象。观察名称obsname.必须是的输入层的名称

例子

评论家=rlQValueRepresentation({basisFcnW0},观察税收ActionInfo.创建多输出Q值函数评论家对于离散动作空间使用自定义基函数作为基础近似器。第一个输入参数是两个元素的单元格,其中第一个元素包含句柄basisFcn对于自定义基函数,第二个元素包含初始权重矩阵W0在此,基函数必须仅将观测值作为输入,并且W0必须具有尽可能多的列(与可能的操作数相同)。此语法设置观测信息行动信息特性评论家分别对应于输入观察税收ActionInfo.

选择权

评论家=rlQValueRepresentation(___选择权创建基于属性的值函数评论家使用附加选项集选择权,这是一个rlRepresentationOptions此语法设置选择权的属性评论家选择权输入参数。您可以使用任何以前的Infux-Argument组合使用此语法。

输入参数

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深度神经网络用作critic中的基本近似器,具体如下:

单输出批评者,必须将观察和行为作为输入,以及标量输出,代理代理从给定的观察开始并采取给定的操作时表示预期的累积长期奖励。为多输出离散动作空间批评者,必须只有作为输入的观察和具有与可能的离散动作的数量一样多的元素的单个输出层。当代理从给定的观察开始时,每个输出元素代表预期的累积长期奖励,并采用相应的操作。评论家的学习参数是深神经网络的重量。

网络输入层必须是相同的顺序,并且具有与所定义的信号相同的数据类型和尺寸观测信息.此外,这些输入层的名称必须与中列出的观察名称相匹配obsname.

网络输出层必须具有与中定义的信号相同的数据类型和维度行动信息.它的名称必须是actName

rlqvalueerepresentation对象支持多输出离金宝app散动作空间的递归深层神经网络。

有关深层神经网络层的列表,请参见深度学习层列表.有关为强化学习创建深度神经网络的更多信息,请参阅创建策略和值函数表示

观察名称,指定为字符串或字符向量的单元格数组。观察名称必须是中输入层的名称

例子:{'my_obs'}

操作名称,指定为包含字符向量的单元素单元数组。它必须是输出层的名称

例子:{'my_act'}

Q值表,指定为rltable.对象,该对象包含一个数组,其中包含尽可能多的行和尽可能多的列和可能的操作。元素(年代一个)是采取行动的预期累积长期回报一个从观察到的状态年代.此阵列的元素是评论家的学习参数。

自定义基函数,指定为用户定义的MATLAB函数的函数句柄。用户定义的函数可以是匿名函数或MATLAB路径上的函数。批评家的输出为c=W'*B哪里W权值向量或矩阵是否包含可学习参数,和B是自定义基函数返回的列向量。

对于单输出q值批评家,c当代理从给定的观察开始并采取给定的行动时,标量是表示当代理开始时的预期累积长期奖励。在这种情况下,您的基函数必须具有以下签名。

B = myBasisFunction (obs1, obs2,…,obsN act)

对于具有离散动作空间的多输出Q值批评家,c是一个向量,其中每个元素都是当代理从给定的观察开始并采取与所考虑元素的位置对应的操作时的预期累积长期回报。在这种情况下,基函数必须具有以下签名。

b = mybasisfunction(obs1,obs2,...,obsn)

这里,obs1obsN观测值的顺序、数据类型和尺寸是否与中定义的信号相同观察税收行为具有与?中的操作规范相同的数据类型和维度ActionInfo.

例子:@(obs1,obs2,act)[act(2)*obs1(1)^2;abs(obs2(5)+act(1))]

基函数权重的初始值,W.对于单输出Q值批评家,W是与基函数返回的向量长度相同的列向量。对于具有离散动作空间的多输出Q值批评家,W是一个矩阵,它必须有与基函数输出长度相同的行,以及与可能的操作数量相同的列。

性质

全部展开

表示选项,指定为rlRepresentationOptions对象。可用选项包括用于培训的优化器和学习率。

观察规范,指定为rlFiniteSetSpec或者rlNumericSpec对象或包含这些对象的混合的数组。这些对象定义了一些属性,比如维度、数据类型和观察信号的名称。

rlqvalueerepresentation设定观测信息的属性评论家输入观察税收

你可以提取观测信息从现有环境或代理使用获取观测信息。您也可以手动构造规范。

操作规范,指定为rlFiniteSetSpec或者rlNumericSpec对象。这些对象定义动作信号的维度、数据类型和名称等属性。

rlqvalueerepresentation设定行动信息的属性评论家输入ActionInfo.

你可以提取行动信息从现有环境或代理使用getActionInfo。您也可以手动构造规范。

对于自定义基函数表示,动作信号必须是标量、列向量或离散动作。

对象的功能

rlddpgagent. 深度确定性政策梯度加固学习代理
rltd3agent. 双延迟深层确定性策略梯度强化学习agent
rlDQNAgent 深度q -网络强化学习代理
rlQAgent Q-learning强化学习代理
萨金特 SARSA强化学习代理
rlSACAgent 软演员批评强化学习代理
getValue 获得估计值函数表示
getMaxQValue 离散作用空间Q值函数表示的最大状态值函数估计

例子

全部崩溃

创建观察规范对象(或者使用获取观测信息从环境中提取规范对象)。例如,将观察空间定义为连续的四维空间,以便单个观察是包含四个双精度的列向量。

obsInfo=rlNumericSpec([4 1]);

创建操作规范对象(或者使用getActionInfo从环境中提取规范对象)。对于本例,将动作空间定义为连续二维空间,以便单个动作是包含两个双精度的列向量。

actInfo=rlNumericSpec([21]);

创建一个深度神经网络来近似Q值函数。该网络必须有两个输入,一个用于观察,一个用于行动。观察输入(此处称为蒙布斯)必须接受四元素矢量(定义的观察向量obsInfo).操作输入(此处称为我的行为)必须接受一个双元素向量(由肌动蛋白).网络的输出必须是一个标量,表示agent从给定的观测开始并采取给定的行动时的预期累积长期回报。

%观察路径层obspath = [featureInputLayer(4,“正常化”“没有”“名字”'myobs')完全连接层(1,“名字”“obsout”)];%动作路径层actPath=[featureInputLayer(2,“正常化”“没有”“名字”“我的行为”)完全连接层(1,“名字”'action')];%输出层的公共路径comPath=[additionLayer(2,“名字”'添加')完全连接层(1,“名字”“输出”)];%将图层添加到网络对象网= addLayers (layerGraph (obsPath) actPath);网= addLayers(净,comPath);%连接层网= connectLayers(网络,“obsout”“添加/in1”);网= connectLayers(网络,'action''添加/ in2');%绘图网络地块(净)

图中包含一个坐标轴。坐标轴包含一个graphplot类型的对象。

创造批评者rlqvalueerepresentation,使用网络,观察和动作规范对象,以及网络输入层的名称。

批评家=rlQValueRepresentation(网络、obsInfo、actInfo、,......“观察”,{'myobs'},“行动”,{“我的行为”})
批评者

要检查你的批评家,使用getValue函数使用当前网络权重返回随机观察和操作的值。

v=getValue(批评家,{rand(4,1)},{rand(2,1)})
五=单身的0.1102

现在,您可以使用批评家(以及演员)创建依赖于Q值函数批评家(例如rlQAgentrlDQNAgent萨金特, 或者rlddpgagent.代理人)。

此示例显示如何使用深神经网络近似器为离散动作空间创建多输出Q值功能批评者。

该批评家仅将观察作为输入,并生成一个包含尽可能多的元素的向量作为输出。每个元素表示当代理从给定的观察开始并采取与元素在输出向量中的位置对应的操作时的预期累积长期回报。

创建观察规范对象(或者使用获取观测信息从环境中提取规范对象)。例如,将观察空间定义为连续的四维空间,以便单个观察是包含四个双精度的列向量。

obsInfo=rlNumericSpec([4 1]);

创建一个有限设定的动作规格对象(或可选使用)getActionInfo从具有离散动作空间的环境中提取规范对象)。对于本例,将动作空间定义为由三个可能值(命名为75,及3.在这种情况下)。

actInfo=rlFiniteSetSpec([7 5 3]);

创建一个深度神经网络逼近器来逼近批评家中的Q值函数。网络的输入(这里称为蒙布斯)必须接受四个元素的向量,如obsInfo.输出必须是一个单独的输出层,具有尽可能多的元素和可能的离散动作(在这种情况下为三个,定义如下)肌动蛋白).

net = [featureinputlayer(4,“正常化”“没有”“名字”'myobs')完全连接层(3,“名字”'价值')];

使用网络、观察规范对象和网络输入层的名称创建批评家。

批评家=rlQValueRepresentation(网络、obsInfo、actInfo、,“观察”,{'myobs'})
critic=rlQValueRepresentation with properties:ActionInfo:[1x1 rl.util.rlFiniteSetSpec]ObservationInfo:[1x1 rl.util.rlNumericSpec]选项:[1x1 rl.option.rlRepresentationOptions]

要检查你的批评家,使用getValue函数返回使用当前网络权重的随机观测值。这三种可能的操作都有一个值。

v=getValue(批评家,{rand(4,1)})
五=3x1单列向量0.7232 0.8177 -0.2212

现在,您可以使用批评家(以及演员)创建依赖于Q值函数批评家(例如rlQAgentrlDQNAgent, 或者萨金特代理人)。

创建一个有限集观察规范对象(或者使用获取观测信息从具有离散观测空间的环境中提取规范对象)。对于本例,将观测空间定义为具有4个可能值的有限集。

obsInfo=rlFiniteSetSpec([7 5 3 1]);

创建一个有限设定的动作规格对象(或可选使用)getActionInfo从具有离散操作空间的环境中提取规范对象)。在这个例子中,将动作空间定义为具有2个可能值的有限集。

actInfo=rlFiniteSetSpec([4 8]);

创建一个表,以近似于批评家中的值函数。rltable.从观察和操作规范对象创建值表对象。

qTable=rlTable(obsInfo,actInfo);

该表为每个可能的观察操作对存储一个值(表示预期的累积长期奖励)。每行对应一个观察操作,每列对应一个操作。您可以使用桌子财产易变的对象。每个元素的初始值为零。

qTable.表格
ans=4×20 0 0 0 0 0 0 0

您可以将该表初始化为任何值,在本例中为包含1通过8

qTable.Table=重塑(1:8,4,2)
qTable = rlTable with properties: Table: [4x2 double]

使用表和观察和操作规范对象创建批评者。

批评家=rlQValueRepresentation(qTable、obsInfo、actInfo)
critic=rlQValueRepresentation with properties:ActionInfo:[1x1 rl.util.rlFiniteSetSpec]观测信息:[1x1 rl.util.rlFiniteSetSpec]选项:[1x1 rl.option.rlRepresentationOptions]

要检查你的批评家,使用getValue函数使用当前表项返回给定观察和操作的值。

v = getValue(评论家,{5},{8})
v = 6

现在,您可以使用评论家(以及一个演员)来创建一个依赖于q值函数评论家(例如rlQAgentrlDQNAgent, 或者萨金特代理人)。

创建观察规范对象(或者使用获取观测信息从环境中提取规范对象)。对于本例,请将观测空间定义为连续的四维空间,以便单个观测是包含3个双精度的列向量。

obsInfo=rlNumericSpec([3 1]);

创建操作规范对象(或者使用getActionInfo从环境中提取规范对象)。对于本例,将动作空间定义为连续的二维空间,以便单个动作是包含2个双精度的列向量。

actInfo=rlNumericSpec([21]);

创建一个自定义基函数以近似于批评家中的值函数。自定义基函数必须返回一个列向量。每个向量元素必须是分别由定义的观察值和动作的函数obsInfo肌动蛋白

mybasiscn=@(myobs,myact)[myobs(2)^2;myobs(1)+exp(myact(1));abs(myact(2));myobs(3)]
myBasisFcn =function_handle具有值:@ (myobs myact) [myobs (2) ^ 2; myobs (1) + exp (myact (1)); abs (myact (2)); myobs (3))

批评家的输出是标量W'*myBasisFcn(myobs,myact)哪里W是一个权重列向量,其大小必须与自定义基函数输出的大小相同。此输出是代理从给定观察开始并采取最佳可能行动时的预期累积长期回报。W的元素是可学习的参数。

定义初始参数向量。

W0 = (1, 4, 4; 2);

创建批评家。第一个参数是包含自定义函数句柄和初始权重向量的两元素单元格。第二个和第三个参数分别是观察和操作规范对象。

critic=rlQValueRepresentation({myBasisFcn,W0},obsInfo,actInfo)
批评= rlqvaluerepresentation与属性:actioninfo:[1×1 rl.util.rlnumericspec] devalipationinfo:[1×1 rl.util.rlnumericspec]选项:[1×1 rl.option.rlrepresentationOptions]

要检查你的批评家,使用getValue函数使用当前参数向量返回给定观察-操作对的值。

v = getValue(评论家,{[1 2 3]'},{[4 5]'})
v=1×1 DL252.3926阵列

现在,您可以使用批评家(以及演员)创建依赖于Q值函数批评家(例如rlQAgentrlDQNAgent萨金特, 或者rlddpgagent.代理人)。

此示例演示如何使用自定义基函数近似器为离散动作空间创建多输出Q值函数批评家。

该批评家仅将观察作为输入,并生成一个包含尽可能多的元素的向量作为输出。每个元素表示当代理从给定的观察开始并采取与元素在输出向量中的位置对应的操作时的预期累积长期回报。

创建观察规范对象(或者使用获取观测信息从环境中提取规范对象)。在本例中,将观测空间定义为连续的四维空间,因此单个观测是包含2个双精度的列向量。

obsInfo=rlNumericSpec([2 1]);

创建一个有限设定的动作规格对象(或可选使用)getActionInfo从具有离散操作空间的环境中提取规范对象)。对于本例,将操作空间定义为一个有限集,包含3个可能的值(命名为75,及3.在这种情况下)。

actInfo=rlFiniteSetSpec([7 5 3]);

创建一个自定义基函数以近似于批评家中的值函数。自定义基函数必须返回一个列向量。每个向量元素必须是由定义的观察值的函数obsInfo

myobs = @(myobs) [myobs(2)^2;myobs (1);exp (myobs (2));abs (myobs (1)))
myBasisFcn =function_handle具有值:@ (myobs) [myobs (2) ^ 2; myobs (1); exp (myobs (2)); abs (myobs (1)))

批评家的输出是向量c=W'*MyBasisCfN(myobs)哪里W是一个重量矩阵,必须具有与基函数输出的长度一样多的行,以及多个列作为可能的动作的数量。

当代理从给定观察开始时,C的每个元素是预期的累积长期奖励,并采取与所考虑的元素的位置对应的动作。W的元素是学习参数。

定义初始参数矩阵。

W0=兰特(4,3);

创建批评家。第一个参数是包含自定义函数句柄和初始参数矩阵的两元素单元格。第二个和第三个参数分别是观察和操作规范对象。

critic=rlQValueRepresentation({myBasisFcn,W0},obsInfo,actInfo)
critic=rlQValueRepresentation with properties:ActionInfo:[1x1 rl.util.rlFiniteSetSpec]ObservationInfo:[1x1 rl.util.rlNumericSpec]选项:[1x1 rl.option.rlRepresentationOptions]

要检查你的批评家,使用getValue函数使用当前参数矩阵返回随机观测值。请注意,三种可能的操作各有一个值。

v=getValue(批评家,{rand(2,1)})
v=3x1 dlarray 2.1395 1.2183 2.3342

现在,您可以使用批评家(以及演员)创建依赖于Q值函数批评家(例如rlQAgentrlDQNAgent, 或者萨金特代理人)。

创造环境,获取观察和行动信息。

env = rlPredefinedEnv (“CartPole-Discrete”);ObsInfo = GetobservationInfo(ENV);Actinfo = GetActionInfo(Env);numobs = obsinfo.dimension(1);numdiscreteact = numel(Actinfo.Elements);

为你的批评者创建一个循环的深层神经网络。要创建递归神经网络,请使用sequenceInputlayer.作为输入层,并至少包括一个第一层

为多输出Q值函数表示创建反复性神经网络。

临界网络=[sequenceInputLayer(numObs,“正常化”“没有”“名字”“国家”) fullyConnectedLayer (50,“名字”“CriticStateFC1”) reluLayer (“名字”“CriticRelu1”)第1层(20,“输出模式”“顺序”“名字”“CriticLSTM”);完全连接层(20,“名字”“CriticStateFC2”) reluLayer (“名字”“CriticRelu2”)完全连接层(numDiscreteAct,“名字”“输出”)];

使用递归神经网络为您的批评者创建一个表示。

临界点=rlRepresentationOptions(“LearnRate”,1e-3,“梯度阈值”,1);评论家=rlQValueRepresentation(关键网络、obsInfo、actInfo、,......“观察”“国家”,批评);
在R2020a中引入