基于記憶元件的混沌電路研究.pdf

1、混沌是當今學術界普遍關注的前沿課題與學術熱點，在經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展后已經(jīng)滲透到了不同的自然科學和工程領域，它在電子學、力學、通信工程、計算機工程、應用數(shù)學和實驗物理等領域中都存在著廣泛的應用前景。混沌電路則是這些技術研究和應用的基礎，所以混沌電路的理論分析包括混沌行為的判定、混沌形成機理、電路的穩(wěn)定性及分岔等等都是當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現(xiàn)，記憶元件在混沌電路中的應用成為了一個新的熱

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

3、現(xiàn)象。主要內容包括以下四個部分:
　　(1)本文根據(jù)非線性電路理論，對記憶元件的物理模型進行數(shù)學建模，并進一步在MATLAB環(huán)境下實現(xiàn)了直觀的Simulink仿真模型。通過計算機仿真實驗觀察了仿真模型在不同激勵信號及元件參數(shù)下的狀態(tài)變化，對比分析了相應的測試結果。
　　(2)采用一個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，導出了一個新的基于憶阻器的MLC混沌電路。此電路系統(tǒng)結構簡單，且可以產(chǎn)生豐

4、富的分岔和混沌行為。基于該混沌電路，利用相軌圖、Lyapunov指數(shù)譜、龐加萊映射、功率譜、分岔圖等常規(guī)的動力學分析方法，分析了其基本動力學特性，并詳細研究了在初始條件與電路參數(shù)發(fā)生變化時系統(tǒng)的動力學特性。
　　(3)利用無源光滑磁控憶阻器和一個負電導構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)了一個周期性的正弦交流電壓源，實現(xiàn)了一個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)的動力學分析方法，分析了其基本動力學特性，并詳細研究了在初始條件與電路參數(shù)發(fā)生變化時系統(tǒng)的動力學特性。
　　(4)提出了一個由光滑磁控憶感器和常規(guī)電子器件構成的新的憶感混沌電路，并研究了其非線性動力學特性。在數(shù)值計算的基礎上，通過計算機仿真研究了在特定條件下該電路的復雜動態(tài)特性，為憶感元件應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用于混沌學提供了重要的理論支撐和實驗依據(jù)，可望在