We study the global convergence of policy optimization for finding the Nash equilibria (NE) in zero-sum linear quadratic (LQ) games. To this end, we first investigate the landscape of LQ games, viewing it as a nonconvex-nonconcave saddle-point problem in the policy space. Specifically, we show that despite its nonconvexity and nonconcavity, zero-sum LQ games have the property that the stationary point of the objective function with respect to the linear feedback control policies constitutes the NE of the game. Building upon this, we develop three projected nested-gradient methods that are guaranteed to converge to the NE of the game. Moreover, we show that all of these algorithms enjoy both globally sublinear and locally linear convergence rates. Simulation results are also provided to illustrate the satisfactory convergence properties of the algorithms. To the best of our knowledge, this work appears to be the first one to investigate the optimization landscape of LQ games, and provably show the convergence of policy optimization methods to the Nash equilibria. Our work serves as an initial step toward understanding the theoretical aspects of policy-based reinforcement learning algorithms for zero-sum Markov games in general.


翻译:我们研究在零和线性二次曲线(LQ)游戏中找到 Nash 平衡( NE) 的政策优化的全球趋同性。 为此,我们首先调查LQ游戏的景象, 把它看成是政策空间中非convex- noncolcave 搭配点问题。 具体地说, 我们显示,尽管它非共性和非共性, 零和LQ游戏具有这样的特性, 即线性反馈控制政策的目标功能的固定点构成游戏的NE。 我们在此基础上, 我们开发了三种预测的嵌套式渐进方法, 保证与游戏的NE 趋同。 此外, 我们展示了所有这些算法都享有全球的子线性和本地线性趋同率。 我们还提供了模拟结果, 以说明算法的令人满意的趋同性。 据我们所知, 这项工作似乎是第一个调查LQ 游戏最优化环境的固定点, 并准确地显示政策优化方法与 Nash equiliririria 的趋同性。 我们的工作是在理解以理论为基础的政策演算法方面的初步步骤。

0
下载
关闭预览

相关内容

【伯克利-Ke Li】学习优化,74页ppt,Learning to Optimize
专知会员服务
40+阅读 · 2020年7月23日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年5月15日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
177+阅读 · 2020年2月1日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
LibRec 精选:位置感知的长序列会话推荐
LibRec智能推荐
3+阅读 · 2019年5月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
美国化学会 (ACS) 北京代表处招聘
知社学术圈
11+阅读 · 2018年9月4日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
5+阅读 · 2017年12月14日
VIP会员
相关VIP内容
【伯克利-Ke Li】学习优化,74页ppt,Learning to Optimize
专知会员服务
40+阅读 · 2020年7月23日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年5月15日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
177+阅读 · 2020年2月1日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
LibRec 精选:位置感知的长序列会话推荐
LibRec智能推荐
3+阅读 · 2019年5月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
美国化学会 (ACS) 北京代表处招聘
知社学术圈
11+阅读 · 2018年9月4日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员