rlTrainingOptions

Опции для учебных агентов обучения с подкреплением

Описание

пример

trainOpts = rlTrainingOptions возвращает опции по умолчанию для обучения агент обучения с подкреплением. Вы используете опции обучения, чтобы задать параметры о сеансе обучения, такие как максимальное количество эпизодов, чтобы обучаться, критерии остановки обучения, критериев сохранения агентов, и как использовать параллельные вычисления. После того, как вы сконфигурируете опции, используйте trainOpts как входной параметр для train.

пример

trainOpts = rlTrainingOptions(Name,Value) создает набор опции для обучения с помощью заданных пар "имя-значение", чтобы заменить значения опции по умолчанию.

Примеры

свернуть все

Создайте набор опций для обучения агент обучения с подкреплением. Определите максимальный номер эпизодов и максимальных шагов на эпизод к 1 000. Сконфигурируйте опции, чтобы остановить обучение, когда среднее вознаграждение равняется или превышает 480, и включите и отображение командной строки и менеджера по Эпизоду Обучения с подкреплением по тому, чтобы отобразить учебные результаты. Можно определить опции с помощью Имени, пар Значения, когда вы создаете набор опций. Любые опции, которые вы явным образом не устанавливаете, имеют свои значения по умолчанию.

trainOpts = rlTrainingOptions(...
    'MaxEpisodes',1000,...
    'MaxStepsPerEpisode',1000,...
    'StopTrainingCriteria',"AverageReward",...
    'StopTrainingValue',480,...
    'Verbose',true,...
    'Plots',"training-progress")
trainOpts = 
  rlTrainingOptions with properties:

                   MaxEpisodes: 1000
            MaxStepsPerEpisode: 1000
    ScoreAveragingWindowLength: 5
          StopTrainingCriteria: "AverageReward"
             StopTrainingValue: 480
             SaveAgentCriteria: "none"
                SaveAgentValue: "none"
                   UseParallel: 0
        ParallelizationOptions: [1×1 rl.option.ParallelTraining]
            SaveAgentDirectory: "savedAgents"
                   StopOnError: "on"
                       Verbose: 1
                         Plots: "training-progress"

В качестве альтернативы создайте набор опций по умолчанию и используйте запись через точку, чтобы изменить некоторые значения.

trainOpts = rlTrainingOptions;
trainOpts.MaxEpisodes = 1000;
trainOpts.MaxStepsPerEpisode = 1000;
trainOpts.StopTrainingCriteria = "AverageReward";
trainOpts.StopTrainingValue = 480;
trainOpts.Verbose = true;
trainOpts.Plots = "training-progress";

trainOpts
trainOpts = 
  rlTrainingOptions with properties:

                   MaxEpisodes: 1000
            MaxStepsPerEpisode: 1000
    ScoreAveragingWindowLength: 5
          StopTrainingCriteria: "AverageReward"
             StopTrainingValue: 480
             SaveAgentCriteria: "none"
                SaveAgentValue: "none"
                   UseParallel: 0
        ParallelizationOptions: [1×1 rl.option.ParallelTraining]
            SaveAgentDirectory: "savedAgents"
                   StopOnError: "on"
                       Verbose: 1
                         Plots: "training-progress"

Можно теперь использовать trainOpts как входной параметр к train команда.

Чтобы включить параллельные вычисления для обучения агент обучения с подкреплением, установите UseParallel опция обучения к true.

trainOpts = rlTrainingOptions('UseParallel',true);

Чтобы сконфигурировать ваше параллельное обучение, сконфигурируйте поля trainOpts.ParallelizationOptions. Например, задайте следующие опции обучения:

  • Асинхронный режим

  • Рабочие отправляют данные в хост каждые 100 шагов в эпизоде тренировки

  • Рабочие вычисляют и отправляют градиенты в хост

trainOpts.ParallelizationOptions.Mode = "async";
trainOpts.ParallelizationOptions.StepsUntilDataIsSent = 100;
trainOpts.ParallelizationOptions.DataToSendFromWorkers = "Gradients";
trainOpts.ParallelizationOptions
ans = 
  ParallelTraining with properties:

                              Mode: "async"
             DataToSendFromWorkers: "Gradients"
              StepsUntilDataIsSent: 100
                 WorkerRandomSeeds: -1
    TransferBaseWorkspaceVariables: "on"
                     AttachedFiles: []
                          SetupFcn: []
                        CleanupFcn: []

Можно теперь использовать trainOpts как входной параметр к train команда, чтобы выполнить обучение с параллельными вычислениями.

Чтобы обучить агента с помощью асинхронного критика агента преимущества (A3C) метод, необходимо установить агента и параллельные опции обучения соответственно.

При создании агента AC, набор NumStepsToLookAhead значение, чтобы быть больше 1. Общими ценностями является 64 и 128.

agentOpts = rlACAgentOptions('NumStepsToLookAhead',64);

Используйте agentOpts при создании агента.

Сконфигурируйте учебный алгоритм, чтобы использовать асинхронное параллельное обучение.

trainOpts = rlTrainingOptions('UseParallel',true);
trainOpts.ParallelizationOptions.Mode = "async";

Сконфигурируйте рабочих, чтобы возвратить данные о градиенте в хост. Кроме того, определите номер шагов, прежде чем рабочие передадут данные обратно в хост, чтобы совпадать с количеством шагов, чтобы смотреть вперед.

trainOpts.ParallelizationOptions.DataToSendFromWorkers = "gradients";
trainOpts.ParallelizationOptions.StepsUntilDataIsSent = agentOpts.NumStepsToLookAhead;

Используйте trainOpts когда обучение ваш агент.

Входные параметры

свернуть все

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value аргументы. Name имя аргумента и Value соответствующее значение. Name должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Пример: 'StopTrainingCriteria',"AverageReward",'StopTrainingValue',100

Максимальное количество эпизодов, чтобы обучить агента, заданного как разделенная запятой пара, состоящая из 'MaxEpisodes' и положительное целое число. Независимо от других критериев завершения обучение завершает работу после этого много эпизодов.

Пример: 'MaxEpisodes',1000

Максимальное количество шагов, чтобы запуститься на эпизод, заданный как разделенная запятой пара, состоящая из 'MaxStepsPerEpisode' и положительное целое число. В общем случае вы задаете условия завершения эпизода в среде. Это значение является максимальным количеством шагов, чтобы запуститься в эпизоде, если те условия завершения не соблюдают.

Пример: 'MaxStepsPerEpisode',1000

Длина окна для усреднения баллов, вознаграждений и количеств шагов, заданных как разделенная запятой пара, состоящая из 'ScoreAveragingWindowLength' и положительное целое число. Для опций, выраженных в терминах средних значений, это - количество эпизодов, включенных в среднее значение. Например, предположите тот StopTrainingCriteria "AverageReward", и StopTrainingValue 500. Обучение завершает работу, когда вознаграждение, усредненное по количеству эпизодов, заданных этим параметром, 500 или больше.

Пример: 'ScoreAveragingWindowLength',10

Учебное условие завершения, заданное как разделенная запятой пара, состоящая из 'StopTrainingCriteria' и одна из следующих строк:

  • "AverageSteps" — Остановите обучение, когда рабочее среднее количество шагов на эпизод будет равняться или будет превышать критическое значение, заданное опцией StopTrainingValue. Среднее значение вычисляется с помощью окна 'ScoreAveragingWindowLength'.

  • "AverageReward" — Остановите обучение, когда рабочее среднее вознаграждение будет равняться или будет превышать критическое значение.

  • "EpisodeReward" — Остановите обучение, когда вознаграждение в текущем эпизоде будет равняться или будет превышать критическое значение.

  • "GlobalStepCount" — Остановите обучение, когда общее количество шагов во всех эпизодах (общее количество времен агент вызывается) равняется или превышает критическое значение.

  • "EpisodeCount" — Остановите обучение, когда количество эпизодов тренировки будет равняться или будет превышать критическое значение.

Пример: 'StopTrainingCriteria',"AverageReward"

Критическое значение учебного условия завершения, заданного как разделенная запятой пара, состоящая из 'StopTrainingValue' и скаляр. Обучение завершает работу когда условие завершения, заданное StopTrainingCriteria опция равняется или превышает это значение. Например, если StopTrainingCriteria "AverageReward", и StopTrainingValue 100, затем обучение завершает работу, когда среднее вознаграждение по количеству эпизодов задало в 'ScoreAveragingWindowLength' равняется или превышает 100.

Пример: 'StopTrainingValue',100

Условие для сохранения агента во время обучения, заданного как разделенная запятой пара, состоящая из 'SaveAgentCriteria' и одна из следующих строк:

  • "none" — Не сохраняйте агентов во время обучения.

  • "EpisodeReward" — Сохраните агента, когда вознаграждение в текущем эпизоде будет равняться или будет превышать критическое значение.

  • "AverageSteps" — Сохраните агента, когда рабочее среднее количество шагов на эпизод будет равняться или будет превышать критическое значение, заданное опцией StopTrainingValue. Среднее значение вычисляется с помощью окна 'ScoreAveragingWindowLength'.

  • "AverageReward" — Сохраните агента, когда рабочее среднее вознаграждение по всем эпизодам будет равняться или будет превышать критическое значение.

  • "GlobalStepCount" — Сохраните агента, когда общее количество шагов во всех эпизодах (общее количество времен агент вызывается) равняется или превышает критическое значение.

  • "EpisodeCount" — Сохраните агента, когда количество эпизодов тренировки будет равняться или будет превышать критическое значение.

Установите эту опцию хранить агентов кандидата, которые выполняют хорошо согласно критериям, которые вы задаете. Когда вы устанавливаете эту опцию на значение кроме "none", программное обеспечение устанавливает SaveAgentValue опция к 500. Можно изменить то значение, чтобы задать условие для сохранения агента.

Например, предположите, что вы хотите сохранить для дальнейшего тестирования любого агента, который дает к вознаграждению эпизода, которое равняется или превышает 100. Для этого установите SaveAgentCriteria к "EpisodeReward" и набор SaveAgentValue опция к 100. Когда вознаграждение эпизода равняется или превышает 100, train сохраняет соответствующего агента в MAT-файле в папке, заданной SaveAgentDirectory опция. MAT-файл называется AgentK.mat где K количество соответствующего эпизода. Агент хранится в том MAT-файле как saved_agent.

Пример: 'SaveAgentCriteria',"EpisodeReward"

Критическое значение условия для сохранения агента, заданного как разделенная запятой пара, состоящая из 'SaveAgentValue' и "none" или числовой скаляр.

Когда вы задаете условие для сохранения агентов кандидата с помощью SaveAgentCriteria, программное обеспечение устанавливает это значение к 500. Измените значение, чтобы задать условие для сохранения агента. Смотрите SaveAgentValue опция для получения дополнительной информации.

Пример: 'SaveAgentValue',100

Папка для сохраненных агентов, заданных как разделенная запятой пара, состоящая из 'SaveAgentDirectory' и строка или вектор символов. Имя папки может содержать полный или относительный путь. Когда эпизод происходит, который удовлетворяет условию, заданному SaveAgentCriteria и SaveAgentValue опции, программное обеспечение сохраняет агента в MAT-файле в этой папке. Если папка не существует, train создает его. Когда SaveAgentCriteria "none", эта опция проигнорирована и train не создает папку.

Пример: 'SaveAgentDirectory', pwd + "run1\Agents"

Отметьте для использования параллельного обучения, заданного как разделенная запятой пара, состоящая из 'UseParallel' и любой true или false. Установка этой опции к true конфигурирует обучение использовать параллельные вычисления. Чтобы задать опции для параллельного обучения, используйте ParallelizationOptions свойство.

Используя параллельные вычисления требует программного обеспечения Parallel Computing Toolbox™.

Для получения дополнительной информации об обучении с помощью параллельных вычислений, смотрите, Обучают Агентов Обучения с подкреплением.

Пример: 'UseParallel',true

Опции распараллеливания, чтобы управлять параллельным обучением, заданным как разделенная запятой пара, состоящая из 'ParallelizationOptions' и ParallelTraining объект. Для получения дополнительной информации об обучении с помощью параллельных вычислений, смотрите, Обучают Агентов Обучения с подкреплением.

ParallelTraining объект имеет следующие свойства, которые можно изменить запись через точку использования после создания rlTrainingOptions объект.

Режим параллельных вычислений, заданный как одно из следующего:

  • "sync" — Используйте parpool запускать синхронное обучение на доступных рабочих. В этом случае рабочие приостанавливают выполнение, пока все рабочие не закончены. Хост обновляет агента и параметры критика на основе результатов всех рабочих и отправляет обновленные параметры всем рабочим.

  • "async" — Используйте parpool запускать асинхронное обучение на доступных рабочих. В этом случае рабочие передают свои данные обратно в хост, как только они закончили и получают обновленные параметры от хоста. Рабочие затем продолжают свою задачу.

Тип данных, которые рабочие отправляют в хост, заданный как одна из следующих строк:

  • "experiences" — Отправьте данные об опыте (наблюдение, действие, вознаграждение, следующее наблюдение, сделано) к хосту. Для агентов с градиентами хост вычисляет градиенты из событий.

  • "gradients" — Вычислите и отправьте градиенты в хост. Хост применяет градиенты, чтобы обновить параметры сетей.

Примечание

AC и агенты PG принимают только DataToSendFromWorkers = "gradients". DQN и агенты DDPG принимают только DataToSendFromWorkers = "experiences".

Когда рабочие отправляют данные, чтобы разместить и получить обновленные параметры, заданные как –1 или положительное целое число. Этот номер указывает сколько шагов, чтобы вычислить во время эпизода перед передающими данными к хосту. Когда эта опция –1, рабочий ожидает до конца эпизода и затем отправляет все данные о шаге в хост. В противном случае рабочий ожидает конкретное количество шагов перед передающими данными.

Примечание

  • Агенты AC не принимают StepUntilDataIsSent = -1. Для обучения A3C, набор StepUntilDataIsSent равняйтесь NumStepToLookAhead Опция агента AC.

  • Агенты PG принимают только StepUntilDataIsSent = -1.

Инициализация Randomizer для рабочих, заданных как один следующее:

  • –1 — Присвойте уникальный случайный seed каждому рабочему. Значение seed является ID рабочего.

  • –2 — Не присваивайте случайный seed рабочим.

  • Вектор — Вручную указывает, что случайный seed для каждого работает. Число элементов в векторе должно совпадать с количеством рабочих.

Отправьте переменные и рабочей области модели, чтобы быть параллельными рабочим, заданным как "on" или "off". Когда опцией является "on", хост отправляет переменные, используемые в моделях и заданные в основной рабочей области MATLAB® рабочим.

Дополнительные файлы, чтобы присоединить к параллельному пулу, заданному как массив строк или массив строк.

Функция, чтобы запуститься перед обучением запускается, заданный как указатель на функцию, имеющую входные параметры. Эта функция запущена однажды на рабочего, прежде чем обучение начнется. Запишите эту функцию, чтобы выполнить любую обработку, в которой вы нуждаетесь до обучения.

Функция, чтобы выполняться после учебных концов, заданных как указатель на функцию, имеющую входные параметры. Можно записать эту функцию, чтобы очистить рабочую область или выполнить другую обработку после того, как обучение завершит работу.

Отобразите прогресс обучения на командной строке, заданной как логические значения false (0) или true (1). Установите на true записать информацию от каждого эпизода тренировки до командной строки MATLAB во время обучения.

Остановите обучение, когда ошибка произойдет во время эпизода, заданного как "on" или "off". Когда этой опцией является "off", ошибки зафиксированы и возвращены в SimulationInfo выход train, и обучение продолжается к следующему эпизоду.

Отобразите прогресс обучения с менеджером по Эпизоду, заданным как "training-progress" или "none". По умолчанию, вызов train открывает менеджера по Эпизоду Обучения с подкреплением, который графически и численно отображает информацию о процессе обучения, таком как вознаграждение за каждый эпизод, среднее вознаграждение, количество эпизодов и общее количество шагов. (Для получения дополнительной информации смотрите train.), Чтобы выключить это отображение, установите эту опцию на "none".

Выходные аргументы

свернуть все

Набор опции для учебных агентов обучения с подкреплением, возвращенных как rlTrainingOptions объект. Значения свойств trainOpts инициализируются к значениям по умолчанию или к значениям, которые вы задаете с Name,Value пары. Можно далее изменить значения свойств с помощью записи через точку. Используйте набор опций в качестве входного параметра с train когда вы обучаете агентов обучения с подкреплением.

Введенный в R2019a