基于优先级扫描Dyna结构的贝叶斯Q学习方法  被引量:6

Bayesian Q learning method with Dyna architecture and prioritized sweeping

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作  者:于俊[1] 刘全[1,2] 傅启明[1] 孙洪坤[1] 陈桂兴[1] 

机构地区:[1]苏州大学计算机科学与技术学院,江苏苏州215006 [2]吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室,吉林长春130012

出  处:《通信学报》2013年第11期129-139,共11页Journal on Communications

基  金:国家自然科学基金资助项目(61070223;61103045;61070122;61272005);江苏省自然科学基金资助项目(BK2012616);江苏省高校自然科学研究基金资助项目(09KJA520002;09KJB520012);吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室基金资助项目(93K172012K04)~~

摘  要:贝叶斯Q学习方法使用概率分布来描述Q值的不确定性,并结合Q值分布来选择动作,以达到探索与利用的平衡。然而贝叶斯Q学习存在着收敛速度慢且收敛精度低的问题。针对上述问题,提出一种基于优先级扫描Dyna结构的贝叶斯Q学习方法—Dyna-PS-BayesQL。该方法主要分为2部分:在学习部分,对环境的状态迁移函数及奖赏函数建模,并使用贝叶斯Q学习更新动作值函数的参数;在规划部分,基于建立的模型,使用优先级扫描方法和动态规划方法对动作值函数进行规划更新,以提高对历史经验信息的利用,从而提升方法收敛速度及收敛精度。将Dyna-PS-BayesQL应用于链问题和迷宫导航问题,实验结果表明,该方法能较好地平衡探索与利用,且具有较优的收敛速度及收敛精度。In order to balance this trade-off, a probability distribution was used in Bayesian Q learning method to de- scribe the uncertainty of the Q value and choose actions with this distribution. But the slow convergence is a big problem for Bayesian Q-Learning. In allusion to the above problems, a novel Bayesian Q learning algorithm with Dyna architec- ture and prioritized sweeping, called Dyna-PS-BayesQL was proposed: The algorithm mainly includes two parts: in the leaming part, it models the transition function and reward function according to collected samples, and update Q value function by Bayesian Q-leaming, in the programming part, it updates the Q value function by using prioritized sweeping and dynamic programming methods based on the constructed model, which can improve the efficiency of using the his- torical information. Applying the Dyna-PS-BayesQL to the chain problem and maze navigation problem, the results show that the proposed algorithm can get a good performance of balancing the exploration and exploitation in the learning process, and get a better convergence performance.

关 键 词:强化学习 马尔科夫决策过程 优先级扫描 Dyna结构 贝叶斯Q学习 

分 类 号:TP181[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]

 

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