强化学习读书笔记 - 10 - on-policy控制的近似方法

学习笔记:
Reinforcement Learning: An Introduction, Richard S. Sutton and Andrew G. Barto c 2014, 2015, 2016

参照

需要了解强化学习的数学符号,先看看这里:

on-policy控制的近似方法

近似控制方法(Control Methods)是求策略的行动状态价值\(q_{\pi}(s, a)\)的近似值\(\hat{q}(s, a, \theta)\)。

半梯度递减的控制Sarsa方法 (Episodic Semi-gradient Sarsa for Control)

Input: a differentiable function \(\hat{q} : \mathcal{S} \times \mathcal{A} \times \mathbb{R}^n \to \mathbb{R}\)

Initialize value-function weights \(\theta \in \mathbb{R}^n\) arbitrarily (e.g., \(\theta = 0\))
Repeat (for each episode):
  \(S, A \gets\) initial state and action of episode (e.g., "\(\epsilon\)-greedy)
  Repeat (for each step of episode):
   Take action \(A\), observe \(R, S'\)
   If \(S'\) is terminal:
    \(\theta \gets \theta + \alpha [R - \hat{q}(S, A, \theta)] \nabla \hat{q}(S, A, \theta)\)
    Go to next episode
   Choose \(A'\) as a function of \(\hat{q}(S', \dot \ , \theta)\) (e.g., \(\epsilon\)-greedy)
   \(\theta \gets \theta + \alpha [R + \gamma \hat{q}(S', A', \theta) - \hat{q}(S, A, \theta)] \nabla \hat{q}(S, A, \theta)\)
   \(S \gets S'\)
   \(A \gets A'\)

多步半梯度递减的控制Sarsa方法 (n-step Semi-gradient Sarsa for Control)

请看原书,不做拗述。

(连续性任务的)平均奖赏

由于打折率(\(\gamma\), the discounting rate)在近似计算中存在一些问题(说是下一章说明问题是什么)。
因此,在连续性任务中引进了平均奖赏(Average Reward)\(\eta(\pi)\):
\[
\begin{align}
\eta(\pi)
& \doteq \lim_{T \to \infty} \frac{1}{T} \sum_{t=1}{T} \mathbb{E} [R_t | A_{0:t-1} \sim \pi] \\
& = \lim_{t \to \infty} \mathbb{E} [R_t | A_{0:t-1} \sim \pi] \\
& = \sum_s d_{\pi}(s) \sum_a \pi(a|s) \sum_{s',r} p(s,r'|s,a)r
\end{align}
\]

  • 目标回报(= 原奖赏 - 平均奖赏)
    \[
    G_t \doteq R_{t+1} - \eta(\pi) + R_{t+2} - \eta(\pi) + \cdots
    \]

  • 策略价值
    \[
    v_{\pi}(s) = \sum_{a} \pi(a|s) \sum_{r,s'} p(s',r|s,a)[r - \eta(\pi) + v_{\pi}(s')] \\
    q_{\pi}(s,a) = \sum_{r,s'} p(s',r|s,a)[r - \eta(\pi) + \sum_{a'} \pi(a'|s') q_{\pi}(s',a')] \\
    \]

  • 策略最优价值
    \[
    v_{*}(s) = \underset{a}{max} \sum_{r,s'} p(s',r|s,a)[r - \eta(\pi) + v_{*}(s')] \\
    q_{*}(s,a) = \sum_{r,s'} p(s',r|s,a)[r - \eta(\pi) + \underset{a'}{max} \ q_{*}(s',a')] \\
    \]

  • 时序差分误差
    \[
    \delta_t \doteq R_{t+1} - \bar{R} + \hat{v}(S_{t+1},\theta) - \hat{v}(S_{t},\theta) \\
    \delta_t \doteq R_{t+1} - \bar{R} + \hat{q}(S_{t+1},A_t,\theta) - \hat{q}(S_{t},A_t,\theta) \\
    where \\
    \bar{R} \text{ - is an estimate of the average reward } \eta(\pi)
    \]

  • 半梯度递减Sarsa的平均奖赏版
    \[
    \theta_{t+1} \doteq \theta_t + \alpha \delta_t \nabla \hat{q}(S_{t},A_t,\theta)
    \]

半梯度递减Sarsa的平均奖赏版(for continuing tasks)

Input: a differentiable function \(\hat{q} : \mathcal{S} \times \mathcal{A} \times \mathbb{R}^n \to \mathbb{R}\)
Parameters: step sizes \(\alpha, \beta > 0\)

Initialize value-function weights \(\theta \in \mathbb{R}^n\) arbitrarily (e.g., \(\theta = 0\))
Initialize average reward estimate \(\bar{R}\) arbitrarily (e.g., \(\bar{R} = 0\))
Initialize state \(S\), and action \(A\)

Repeat (for each step):
  Take action \(A\), observe \(R, S'\)
  Choose \(A'\) as a function of \(\hat{q}(S', \dot \ , \theta)\) (e.g., \(\epsilon\)-greedy)
  \(\delta \gets R - \bar{R} + \hat{q}(S', A', \theta) - \hat{q}(S, A, \theta)\)
  \(\bar{R} \gets \bar{R} + \beta \delta\)
  \(\theta \gets \theta + \alpha \delta \nabla \hat{q}(S, A, \theta)\)
  \(S \gets S'\)
  \(A \gets A'\)

多步半梯度递减的控制Sarsa方法 - 平均奖赏版(for continuing tasks)

请看原书,不做拗述。

强化学习读书笔记 - 10 - on-policy控制的近似方法的更多相关文章

  1. 强化学习读书笔记 - 13 - 策略梯度方法(Policy Gradient Methods)

    强化学习读书笔记 - 13 - 策略梯度方法(Policy Gradient Methods) 学习笔记: Reinforcement Learning: An Introduction, Richa ...

  2. 强化学习读书笔记 - 12 - 资格痕迹(Eligibility Traces)

    强化学习读书笔记 - 12 - 资格痕迹(Eligibility Traces) 学习笔记: Reinforcement Learning: An Introduction, Richard S. S ...

  3. 强化学习读书笔记 - 11 - off-policy的近似方法

    强化学习读书笔记 - 11 - off-policy的近似方法 学习笔记: Reinforcement Learning: An Introduction, Richard S. Sutton and ...

  4. 强化学习读书笔记 - 02 - 多臂老O虎O机问题

    # 强化学习读书笔记 - 02 - 多臂老O虎O机问题 学习笔记: [Reinforcement Learning: An Introduction, Richard S. Sutton and An ...

  5. 强化学习读书笔记 - 05 - 蒙特卡洛方法(Monte Carlo Methods)

    强化学习读书笔记 - 05 - 蒙特卡洛方法(Monte Carlo Methods) 学习笔记: Reinforcement Learning: An Introduction, Richard S ...

  6. 强化学习读书笔记 - 06~07 - 时序差分学习(Temporal-Difference Learning)

    强化学习读书笔记 - 06~07 - 时序差分学习(Temporal-Difference Learning) 学习笔记: Reinforcement Learning: An Introductio ...

  7. 强化学习读书笔记 - 09 - on-policy预测的近似方法

    强化学习读书笔记 - 09 - on-policy预测的近似方法 参照 Reinforcement Learning: An Introduction, Richard S. Sutton and A ...

  8. 深度学习读书笔记之RBM(限制波尔兹曼机)

    深度学习读书笔记之RBM 声明: 1)看到其他博客如@zouxy09都有个声明,老衲也抄袭一下这个东西 2)该博文是整理自网上很大牛和机器学习专家所无私奉献的资料的.具体引用的资料请看参考文献.具体的 ...

  9. 李宏毅强化学习完整笔记!开源项目《LeeDeepRL-Notes》发布

    Datawhale开源 核心贡献者:王琦.杨逸远.江季 提起李宏毅老师,熟悉强化学习的读者朋友一定不会陌生.很多人选择的强化学习入门学习材料都是李宏毅老师的台大公开课视频. 现在,强化学习爱好者有更完 ...

随机推荐

  1. Kali-linux使用社会工程学工具包(SET)

    社会工程学工具包(SET)是一个开源的.Python驱动的社会工程学渗透测试工具.这套工具包由David Kenned设计,而且已经成为业界部署实施社会工程学攻击的标准.SET利用人们的好奇心.信任. ...

  2. map详讲<二>

    查找元素: Map可以根据健来查找元素,提供方法find(key),如果是这个健对应的元素存在,则返回的是这个健的迭代器iterator,否则返回的是std::end(): 使用find()函数有点笨 ...

  3. git命令将本地代码提交到github

    git命令将本地代码提交到github 步骤: 第一步:进入到相应的文件夹,用git init命令,将该文件夹变成git可管理的仓库 git init 第二步:将项目添加到本地仓库 可以用git st ...

  4. disconf实践(四)基于注解的分布式配置文件管理,自动reload

    上一篇讲解了基于xml的自动reload的分布式配置文件管理,这一篇讲解基于注解的自动reload的方式(基于disconf实践二). 1. 修改spring配置文件 <?xml version ...

  5. HDU 1007 Quoit Design(经典最近点对问题)

    传送门: http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1007 Quoit Design Time Limit: 10000/5000 MS (Java/Oth ...

  6. (转)python类class中_init_函数以及参数self的简单解释

    1)_init_函数(方法) #-*- encoding:utf-8 -*- class NewClass(object): def __init__(self,name): print self s ...

  7. Linux Shell常用技巧(八)

    十八.  和系统运行状况相关的Shell命令:    1.  Linux的实时监测命令(watch):    watch 是一个非常实用的命令,可以帮你实时监测一个命令的运行结果,省得一遍又一遍的手动 ...

  8. Java Activiti 工作流引擎 springmvc SSM 流程审批 后台框架源码

    1.模型管理 :web在线流程设计器.预览流程xml.导出xml.部署流程 2.流程管理 :导入导出流程资源文件.查看流程图.根据流程实例反射出流程模型.激活挂起 3.运行中流程:查看流程信息.当前任 ...

  9. 小程序发微信红包后端Nodejs实现

    前提条件 1.有一个微信开放平台 https://open.weixin.qq.com/ 2.有一个微信公众平台 https://mp.weixin.qq.com  并且开通微信支付 3.有一个微信小 ...

  10. pl/sql下载

    详解Oracle客户端工具:PL/SQL工具下载: 下载地址:http://www.oraclejsq.com/article/010100114.html