什么是 DQN?
DQN(Deep Q-Network)是将 Q-Learning 与 深度神经网络 结合的强化学习算法,通过神经网络估计 Q 值,解决高维状态空间问题。
教程目标
- 使用 TensorFlow 实现基础 DQN 框架
- 在 CartPole-v1 环境中训练智能体
- 理解经验回放(Experience Replay)与目标网络(Target Network)机制
- 探索模型优化技巧
开发环境准备 🛠️
- Python 3.8+
- TensorFlow 2.x
- gym 库(需安装:
pip install gym
) - numpy 与 matplotlib
需要更详细的环境配置指南?可访问 /Community/Technology_Tutorials/Python/Tutorial/TensorFlow_Overview 查看
核心代码示例 📜
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import layers
import numpy as np
# 定义 DQN 网络结构
model = tf.keras.Sequential([
layers.Dense(24, input_shape=(4,), activation='relu'),
layers.Dense(24, activation='relu'),
layers.Dense(2, activation='linear') # 输出动作空间大小
])
# 编译模型
model.compile(optimizer='adam', loss='mse')
训练流程 🔄
- 初始化经验回放缓冲区(Experience Replay Buffer)
- 使用
model.fit()
进行批次训练 - 每隔一定步数更新目标网络参数
- 监控奖励曲线以评估收敛性
训练过程中遇到问题?可参考 /Community/Technology_Tutorials/Python/Tutorial/TensorFlow_Debugging 获取解决方案
可视化结果 📊
- 使用
matplotlib
绘制奖励曲线 - 分析探索与利用的平衡策略
- 对比不同超参数(如学习率、折扣因子)的效果
扩展学习 🚀
- 深度强化学习进阶:Dueling DQN 与 Prioritized Experience Replay
- TensorFlow 2.x 官方文档:强化学习模块
- PyTorch 对比教程:DQN 实现方式
想了解 DQN 在游戏 AI 中的应用?可查看 /Community/Technology_Tutorials/Python/Tutorial/TensorFlow_GameAI