强化学习之PPO算法

博客聚焦于强化学习领域,主要介绍了PPO算法,该算法是强化学习中的重要内容。

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### Proximal Policy Optimization (PPO) 算法概述 Proximal Policy Optimization(PPO)是一种高效的强化学习算法,旨在解决传统策略梯度方法中的样本效率低下的问题[^1]。该算法通过引入剪切函数来限制更新步长,从而提高了训练过程的稳定性。 #### PPO 的核心概念 PPO 使用一种称为信任区域的方法来防止政策更新过大而导致性能下降。具体来说,PPO 定义了一个目标函数: \[ L^{CLIP}(\theta) = \hat{\mathbb{E}}_t[\min(r_t(\theta)\hat{A}_t, clip(r_t(\theta), 1-\epsilon, 1+\epsilon)\hat{A}_t)] \] 其中 \( r_t(\theta)=\frac{\pi_\theta(a_t|s_t)}{\pi_{\theta_{old}}(a_t|s_t)} \),而 \(\hat{A}\) 是优势估计值。 #### 实现细节 对于实际应用而言,设计合适的神经网络架构至关重要。通常情况下,会采用多层感知器作为基础框架,并针对特定任务调整层数和每层节点数。此外,还需要考虑输入特征的选择以及如何处理连续作空间等问题[^2]。 ```python import torch.nn as nn class ActorCritic(nn.Module): def __init__(self, state_dim, action_dim, hidden_size=64): super().__init__() self.actor = nn.Sequential( nn.Linear(state_dim, hidden_size), nn.Tanh(), nn.Linear(hidden_size, hidden_size), nn.Tanh(), nn.Linear(hidden_size, action_dim), nn.Softmax(dim=-1) ) self.critic = nn.Sequential( nn.Linear(state_dim, hidden_size), nn.Tanh(), nn.Linear(hidden_size, hidden_size), nn.Tanh(), nn.Linear(hidden_size, 1) ) def forward(self, x): value = self.critic(x) probs = self.actor(x) dist = Categorical(probs) return dist, value ``` 此代码片段展示了构建Actor-Critic模型的一个简单例子,适用于离散作环境。对于连续控制问题,则需相应修改最后一层激活函数并使用其他分布形式如高斯分布等。
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