基于記憶元件的混沌電路研究.pdf

1、混沌是當(dāng)今學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注的前沿課題與學(xué)術(shù)熱點(diǎn)，在經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展后已經(jīng)滲透到了不同的自然科學(xué)和工程領(lǐng)域，它在電子學(xué)、力學(xué)、通信工程、計(jì)算機(jī)工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理等領(lǐng)域中都存在著廣泛的應(yīng)用前景?；煦珉娐穭t是這些技術(shù)研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)，所以混沌電路的理論分析包括混沌行為的判定、混沌形成機(jī)理、電路的穩(wěn)定性及分岔等等都是當(dāng)前迫切需要研究和解決的重要問題。
　　近年來，隨著記憶元件的提出與實(shí)現(xiàn)，記憶元件在混沌電路中的應(yīng)用成為了一個(gè)新的熱

2、門研究方向。記憶元件是一種納米級(jí)的具有自動(dòng)記憶功能的新型非線性兩端電路元件，在非易失性存儲(chǔ)器、大規(guī)模集成電路、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和混沌電路等方面有著巨大的應(yīng)用潛能，它的出現(xiàn)有望改變整個(gè)電路理論。由于記憶元件所具有的獨(dú)特的非線性電路特性，可以很容易地與常規(guī)電子器件結(jié)合以產(chǎn)生混沌。
　　本文將對(duì)記憶元件建立仿真模型，并對(duì)其主要特性進(jìn)行分析。利用記憶元件構(gòu)造了一系列新的混沌電路，對(duì)其作了詳細(xì)的動(dòng)力學(xué)分析，得到了許多不同于傳統(tǒng)混沌電路的獨(dú)特物理

3、現(xiàn)象。主要內(nèi)容包括以下四個(gè)部分:
　　(1)本文根據(jù)非線性電路理論，對(duì)記憶元件的物理模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并進(jìn)一步在MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了直觀的Simulink仿真模型。通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)觀察了仿真模型在不同激勵(lì)信號(hào)及元件參數(shù)下的狀態(tài)變化，對(duì)比分析了相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。
　　(2)采用一個(gè)由光滑三次非線性函數(shù)描述的磁控憶阻器替換MLC混沌電路中的蔡氏二極管，導(dǎo)出了一個(gè)新的基于憶阻器的MLC混沌電路。此電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且可以產(chǎn)生豐

4、富的分岔和混沌行為?；谠摶煦珉娐罚孟嘬増D、Lyapunov指數(shù)譜、龐加萊映射、功率譜、分岔圖等常規(guī)的動(dòng)力學(xué)分析方法，分析了其基本動(dòng)力學(xué)特性，并詳細(xì)研究了在初始條件與電路參數(shù)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。
　　(3)利用無源光滑磁控憶阻器和一個(gè)負(fù)電導(dǎo)構(gòu)成的有源憶阻電路替換蔡氏混沌振蕩器中的蔡氏二極管，并在電感元件上串聯(lián)了一個(gè)周期性的正弦交流電壓源，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)新的非自治光滑憶阻振蕩器。同樣利用相軌圖、Lyapunov指數(shù)譜、龐加萊

5、映射、功率譜、分岔圖等常規(guī)的動(dòng)力學(xué)分析方法，分析了其基本動(dòng)力學(xué)特性，并詳細(xì)研究了在初始條件與電路參數(shù)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。
　　(4)提出了一個(gè)由光滑磁控憶感器和常規(guī)電子器件構(gòu)成的新的憶感混沌電路，并研究了其非線性動(dòng)力學(xué)特性。在數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)仿真研究了在特定條件下該電路的復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性，為憶感元件應(yīng)用于混沌電路提供了可行性依據(jù)。
　　本文的研究成果為記憶元件應(yīng)用于混沌學(xué)提供了重要的理論支撐和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，可望在