憶阻器建模及其在混沌系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、2008年HP實(shí)驗(yàn)室納米級(jí)TiO2憶阻器的提出，證明了實(shí)際憶阻器元件的真實(shí)存在。之后，憶阻器理論及應(yīng)用研究迅速成為全球?qū)W者研究的熱點(diǎn)課題。HP（惠普）憶阻器是一個(gè)具有記憶作用的非線性電阻元件，它在記憶性存儲(chǔ)器件與超大規(guī)模集成器件中有著廣闊的發(fā)展前景。但是，憶阻器受制作工藝的限制目前尚未能市場(chǎng)化，目前還無(wú)法依靠實(shí)際的憶阻器件進(jìn)行研究，只能以憶阻器數(shù)學(xué)模型和電路模型為突破口，探索憶阻器的電路特性。本文研究了TiO2憶阻器元件的特性，建立了一

2、種磁控TiO2憶阻器電導(dǎo)數(shù)學(xué)模型，并將此模型應(yīng)用到非自治的振蕩器中，構(gòu)造出一個(gè)基于磁控TiO2憶阻器的非自治混沌振蕩器。最后，根據(jù)此混沌系統(tǒng)提出一種憶阻器混沌加密算法，并將加密算法與圖像加密相結(jié)合應(yīng)用到相機(jī)加密軟件中。研究的主要內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面：
　?。?）對(duì)HP提出的納米級(jí)TiO2憶阻器進(jìn)行了端口特性分析。在荷控憶阻器理論模型基礎(chǔ)上，建立了一種磁控的TiO2憶阻器模型。對(duì)此模型進(jìn)行了端口特性分析，其特性與流控模型一致。最后根

3、據(jù)得到的磁控TiO2憶阻器數(shù)學(xué)模型，構(gòu)造出其數(shù)學(xué)仿真電路，進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的端口特性。
　?。?）混沌系統(tǒng)在保密通信中有著廣泛的發(fā)展前景，而離散混沌系統(tǒng)在如今數(shù)字化通信的浪潮中變的愈加重要。為研究混沌的基本特性，本文在Logistic映射和Cubic映射的基礎(chǔ)上，提出了一種新的超混沌二維離散映射，對(duì)其進(jìn)行了Laypunov指數(shù)等混沌特性分析。并且，在參數(shù)區(qū)間、降低計(jì)算機(jī)精度限制、以及偽隨機(jī)特性方面與Logistic映射和Cubic

4、映射進(jìn)行了比較分析。
　?。?）為進(jìn)一步探索TiO2憶阻器的非線性特性，基于磁控TiO2憶阻器數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)了一種非自治的振蕩器。對(duì)該非自治系統(tǒng)的基本動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，包括Laypunov指數(shù)、一維分岔圖以及隱藏吸引子等。對(duì)該憶阻器振蕩器產(chǎn)生的連續(xù)混沌序列進(jìn)行離散量化，獲得了數(shù)字化的混沌偽隨機(jī)序列，利用NIST（National Institute of Standards AND Technology）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其序列進(jìn)