基于憶阻器的渦卷混沌系統(tǒng)及其電路仿真.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，各種信息大量涌現(xiàn)，加強(qiáng)信息傳輸?shù)谋Ｃ苄浴⑻岣咝畔⑻幚淼闹悄苄浴p小系統(tǒng)體積和功耗等方面就成為未來科技發(fā)展的重要趨勢。新的電路元件憶阻器的出現(xiàn)，給這一問題的解決帶來了曙光。憶阻器件具有納米尺寸、自動(dòng)記憶和非線性特性等優(yōu)點(diǎn)，將憶阻器引入到非線性電路設(shè)計(jì)中，構(gòu)建的憶阻混沌系統(tǒng)在體積和功耗等方面都更具優(yōu)勢，產(chǎn)生的混沌信號可以用在保密通信、天氣預(yù)測和圖像加密等領(lǐng)域。利用憶阻器天然的自動(dòng)記憶能力、納米尺寸和便于集成等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)

2、計(jì)憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以大大減少神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，增強(qiáng)智能信息處理的能力。
　　本文對憶阻器的非線性和記憶性進(jìn)行了深入的研究，研究了憶阻器的數(shù)學(xué)模型和電路模型，分析了它們的典型特性，并將憶阻器與非線性混沌系統(tǒng)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了基于憶阻器的混沌系統(tǒng)及電路。隨后，將憶阻器應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，用憶阻電路實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)想學(xué)習(xí)。本文的主要內(nèi)容包括以下五個(gè)部分:
　　(1)研究憶阻器的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)HP憶阻器的數(shù)學(xué)模型，得到了磁控憶阻器，建立了

3、磁控憶阻器的SPICE和電路模型，并對這些模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　(2)介紹了混沌及其特點(diǎn)，研究了磁控憶阻器混沌系統(tǒng)，根據(jù)磁控憶阻混沌系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，仿真了磁控憶阻混沌系統(tǒng)的電路，得到了理想的混沌吸引子。
　　(3)運(yùn)用HP憶阻器模型與三角波序列相結(jié)合設(shè)計(jì)了新的渦卷混沌系統(tǒng)，并進(jìn)行了電路仿真，得到了混沌吸引子。利用數(shù)值理論分析，計(jì)算機(jī)模擬以及最大李氏指數(shù)的計(jì)算，對系統(tǒng)的基本動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。通過電路仿真和計(jì)算機(jī)模擬驗(yàn)證了系

4、統(tǒng)的有效性。
　　(4)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于憶阻器的時(shí)滯混沌系統(tǒng)，在不同的條件下得到了不同的時(shí)滯混沌吸引子，構(gòu)造了一個(gè)新的混沌隨機(jī)序列發(fā)生器，產(chǎn)生了偽隨機(jī)序列，并用NIST測試方法驗(yàn)證了偽隨機(jī)序列。
　　(5)研究了基于電荷控制憶阻器的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。提出了一種新的學(xué)習(xí)算法，平均輸入反饋法(AIF)。通過改良的巴甫洛夫試驗(yàn)更好的解釋了生物的聯(lián)想記憶特性。然后，使用SPICE仿真，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于憶阻的聯(lián)想記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路，建立了電路中