分數(shù)階細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路設(shè)計及其同步控制.pdf

1、細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)是一種結(jié)合了細胞自動機和Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點的非線性反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其各個神經(jīng)單元之間的局部連接性使其易于構(gòu)建超大規(guī)模集成電路(VLSI)?；煦绗F(xiàn)象是非線性科學的研究熱點，通過構(gòu)建適當?shù)募毎窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以產(chǎn)生穩(wěn)定的混沌特性。近年來，利用細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生混沌現(xiàn)象在信號處理，圖像處理，保密通信等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。本文對分數(shù)階細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行了深入研究，并構(gòu)建了能夠產(chǎn)生穩(wěn)定混沌特性的分數(shù)階細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

2、系統(tǒng)。同時設(shè)計出一種新的驅(qū)動-響應(yīng)同步控制器及參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整率實現(xiàn)分數(shù)階細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混沌同步控制。
　　本文的工作及結(jié)論主要包括以下幾點：
　　1.細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是非線性系統(tǒng)，具有豐富的動力學行為，究了基于分數(shù)階的三維細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的混沌特性及其實現(xiàn)電路。構(gòu)建新的整數(shù)階三維細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過對其非線性動力學分析、數(shù)值計算與電路仿真，驗證了該系統(tǒng)混沌吸引子的存在性及物理上的可實現(xiàn)性。同時通過調(diào)節(jié)線性參數(shù)b，研究了新的

3、細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在基于分數(shù)階 qi(i=1,2,3)不同組合條件下所表現(xiàn)出的混沌特性。結(jié)合分數(shù)階電路理論分析分數(shù)階電路中各單元電路形式，并設(shè)計了相應(yīng)參數(shù)b可變、階數(shù)值qi可切換的分數(shù)階細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路系統(tǒng)。經(jīng)統(tǒng)計本設(shè)計可實現(xiàn)13824種多元組合電路，并選取具有代表性組合電路進行電路仿真。仿真結(jié)果表明，多元電路仿真和數(shù)值仿真具有相似的混沌相圖，從而證實了細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在分數(shù)階條件下仍表現(xiàn)出豐富的動力學特性，具有靈活實用價值和現(xiàn)實推廣意義。<

4、br>　　2.設(shè)計自適應(yīng)同步控制器及參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整律實現(xiàn)分數(shù)階細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)驅(qū)動-響應(yīng)系統(tǒng)同步。構(gòu)建一個新的分數(shù)階細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，設(shè)計驅(qū)動系統(tǒng)非線性參數(shù)已知而響應(yīng)系統(tǒng)非線性參數(shù)值未知的驅(qū)動-響應(yīng)系統(tǒng)，運用自適應(yīng)同步控制器及參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整律實現(xiàn)該驅(qū)動-響應(yīng)系統(tǒng)同步。數(shù)值仿真和動力學分析結(jié)果表明新的分數(shù)階細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有混沌特性。結(jié)合分數(shù)階電路理論設(shè)計出新的分數(shù)階細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同步控制的電路原理圖。本方案實際可實現(xiàn)4096種多元組