PSO算法（优化与探索四*DDPG与GAN）

Posted 2022-06-24 Huterox

文章目录

• 前言
• 版权
• 2022.6.23
• DDPG 神经网络
• • DQN神经网络
  • DQN的问题
  • DDGP
• GAN神经网络
• • 异同
• 使用GAN 建模
• 总结

前言

今天怎么说干的事情不多，一方面是因为看了一篇论文，关于RLPSO的是今年6月3日出来的新的文章《Reinforcement learning based parameters adaption method for particleswarm optimization》
里面提到了不少关于PSO的优化，然后提出了一种基于强化学习的PSO，通过预训练一个神经网络，输入当前的粒子状态，得到一组参数 w,c1,c2。然后做出调整，因为粒子群，包括遗传，EDA 等等对参数的设置是比较敏感，所以你懂的，用深度学习去搞。所以我就想了，能不能在原来的基础上，我也那么干？

然后发现我欠考虑了，写到一半发现方向错了。
一开始，我是打算使用QLearning直接做，因为论文提到的DDPG也是ＱＬｅａｒn在线学习嘛。
然后是打算设计动作的，让w,c1,c2 往一定的步长运动，运动方向由QLearn决定，但是这里有涉及到步长的设置，等等，所以发现不如直接得到参数w c1 c2那样一来还不如用DDPG，而且一开始我是使用Qlearning不用神经网络来做的，但是后面发现，智能算法的迭代次数过多就直接炸了，还是要用神经网络也就是DQN，后面也是代码写到一般发现不行，还是要改为DDPG。

但是仔细看看了论文，以及DDPG以后，我陷入了沉思，于是仔细对比策略，发现GAN好像更容易建模去优化PSO。

版权

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2022.6.23

日期：2022.6.22 DAY 4

DDPG 神经网络

DDPG 是一种强化学习神经网络，是基于DQN优化后的神经网络，DQN 是在QLearn的基础上使用神经网络代替Q表的动作价值优先策略的机器学习方法（深度学习）。换一句话说就是把Q表变成了一个神经网络，然后用这个神经网络去代替Q表，主要是避免大数据下，存储Ｑ表困难。

DQN神经网络

现在我们使用的DQN一般是改进型，也就是具备记忆库的神经网络，这样做的目的是为了保持样本独立性，这个具体原理比较复杂，我就不展开了。

算法描述如下：

流程如下：

DQN的问题

从前面也知道，包括我以前写的有关于DQN 神经网络的博文，你会发现，这个玩意和传统的Qlearn没太大区别只是很巧妙地使用了神经网络，最终还是要得到一个关于每一个动作的打分，然后去按照那个得分去选择分高的动作，换一句话说是，这个神经网络还是只能得到对应动作的价值，例如 上下左右，然后选价值最大的，如 上 这个动作。

但是在我实际的PSO问题当中，我想要的是一组解，也就是你直接告诉我w c1 c2 取哪些值？

所以现在直接使用DQN 就很难了，显然这玩意貌似只能选择出一个动作，而我的w c1 c2 不可能是一个动作，如果把他看作是一个动作的话，那么你将有 无穷个动作选择，假定有范围，那就是可数无穷个动作。

DDGP

为了解决那个问题，于是有了DDGP，也就是我想要直接得到一组动作，你直接告诉我 w c1 c2取得哪些值？

怎么做，没错，再来一个神经网络。
具体怎么做，如下图：

Actor 网络直接生成一个动作，然后 原来在DQN的那个网络在这里是Critic 网络 去评价，这个评价其实就是在DQN里面的那个网络，输入一个S，和 A 得到一个价值，现在这个价值变成了评分。

损失函数就是这样：

GAN神经网络

现在我们再来对比一下GAN神经网络。

首先Actor 还是Actor
评委还是评委，这两个网络都是要训练的网络。

异同

这个判断器，就好比那个Cirtic,区别是啥？强化学习有个环境，这个DQN里面，或者DDPG里面那个评分怎么来的，还不是按照环境来给的，你把DDPG里面的Critic换成Q表一样跑，只是内存要炸，而且效果可能还要好，一方面精准记录，一方面只有一个网络。
而我们的GAN 是现有一个专家，这个专家不就也相当于环境嘛？

此外损失函数不同。

使用GAN 建模

使用GAN和使用DDPG最大的问题在于如何对GAN进行建模，使用强化学习建模是非常简单的，因为直接根据适应值就可以了，但是在GAN来说，建模的问题在于如何确立判断器？这里我们其实可以从解本身出发，DDPG，强化学习是从适应值也就是F(x) 出发，这个适应值可以直接作为价值，而GAN，我们从解本身出发，还记得广义PSO嘛，我们知道了最好的解是怎么样的，那么我直接那啥，通过判断差异，不就可以实现打分了吗。

总结

这些就是今天的内容，和昨天比，有点垃了…

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