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密码在线破解

    为了使用户能成功登录到目标系统,所以需要获取一个正确的密码.在Kali中,在线破解密码的工具很多,其中最常用的两款分别是Hydra和Medusa.本节将介绍使用Hydra和Medusa工具实现密码在线 ...

  2. 如何利用java程序实现加密所需的公钥、密钥、数字证书

    本篇的主要目的在于实现pdf的数字签名问题,只是作为我学习知识的总结. 1.数字签名算法的概述 本部分主要参考于:https://blog.csdn.net/lovelichao12/article/ ...

  3. nRF5 SDK for Mesh( 七 ) BLE MESH 的 架构(rchitecture)

    The mesh architecture   The mesh stack consists of a number of subsystems that are interfaced throug ...

  4. C#中如果用await关键字来await一个为null的Task对象会抛出异常

    await & async模式是C#中一个很重要的特性,可以用来提高异步程序(多线程程序)的执行效率.但是如果尝试用await关键字来await一个为null的Task对象,会导致程序抛出Nu ...

  5. 使用yum命令时提示:Another app is currently holding the yum lock

    yum正在使用,用kill命令杀死进程就可以了. 1.查看yum使用进程号 ps aux|grep yum 2.杀死进程 kill -9 进程号

  6. JVM培训之一些GC算法的理论知识

    很精彩的一次内部分享,介绍了大部分的GC算法理论知识,JVM博大精深,本篇文章只是结合本次内部分享总结的一些理论知识,如果有大佬有疑问,欢迎留言指出! Concurrent:并发,程序一边运行一边做G ...

  7. Git IDEA Move or commit them before merge

    提交代码遇到这个问题. Move or commit them before merge 百度了一下都是在Gitbash 中敲命令. 在团队协作中 你总不能去敲命令吧 后来在组长的怂恿下,我删除了一个 ...

  8. iOS之LLDB调试器

    LLDB被定位为下一代的高性能调试器,默认内置于Xcode IDE内, 支持在PC.iOS设备以及模拟器上调试C.Objective-C和C++. 关于LLDB的官方介绍:LLDB 常用命令: 1.  ...

  9. React Native获取组件位置和大小

    RN页面中定位或滚动操作时,需要获取元素的大小和位置信息,有几种常用的方法 获取设备屏幕的宽高 import {Dimensions} from 'react-native'; var {height ...

  10. C++笔记016:const 基础

    原创笔记,转载请注明出处! 点击[关注],关注也是一种美德~ 笔记十六关于const关键字,在C语言和C++中const的表现是不同的. 先看一下const基础知识. 对const的初级理解:cons ...