基于磁控型憶阻器的混沌電路設計及其應用.pdf

1、隨著全球信息化的飛速發(fā)展，各種信息大量涌現(xiàn)，但隨之而來的信息安全問題已成為一個重要的挑戰(zhàn)性課題?；煦缡怯纱_定的非線性系統(tǒng)產(chǎn)生的一種不確定的運動形態(tài)，具有初值敏感、遍歷性、非周期、連續(xù)寬帶頻譜、類隨機性等特點，因此混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的偽隨機序列可廣泛應用于各種信息加密和保密通信之中。
　　憶阻器具有納米尺寸、自動記憶和非線性特性等優(yōu)點，將憶阻器引入到非線性電路設計中，構建的憶阻混沌系統(tǒng)在體積和功耗等方面更具有優(yōu)勢，與傳統(tǒng)的混沌電路系統(tǒng)相比

2、較，憶阻混沌電路具有更加復雜的混沌特性，因為系統(tǒng)除了對電路參數(shù)體現(xiàn)出敏感性外，還依賴于憶阻器的初始值。由憶阻混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的混沌信號具有更強的偽隨機性，這些特性使其在傳統(tǒng)的混沌應用領域有著更加廣闊的應用前景。因此，將憶阻器與非線性混沌系統(tǒng)相結合，設計出基于憶阻器的混沌系統(tǒng)及電路有著非常重要的實際意義。
　　本文的主要內(nèi)容包括以下四部分:
　　(1)介紹了磁通控制型憶阻器的模型，根據(jù)該模型提出了新的雙翼混沌系統(tǒng)，再對所提出的新混

3、沌系統(tǒng)進行了基本動力學分析和電路仿真驗證。最后運用滑膜變結構控制理論，建立比例積分切換面，設計出的滑?？刂破骺梢院芎玫貙⑾到y(tǒng)的混沌運動控制到任意點和周期軌道。
　　(2)采用憶阻器的磁控模型設計了一個新的混沌系統(tǒng)。通過理論推導、數(shù)值仿真、Lyapunov指數(shù)譜、分岔圖和Poincaré截面圖研究了系統(tǒng)的基本動力學特性，并分析了不同參數(shù)對系統(tǒng)動力學行為的變化。同時，建立了模擬該系統(tǒng)的SPICE電路，SPICE仿真結果與數(shù)值分析相符，

4、從而驗證該混沌系統(tǒng)的混沌產(chǎn)生能力。最后，利用線性反饋同步控制方法實現(xiàn)了新構造的磁控憶阻混沌系統(tǒng)的同步，并且采用該同步方法有效實現(xiàn)了語音信號的保密通信，證實了新混沌系統(tǒng)的存在性以及同步控制應用的可行性。
　　(3)基于磁控憶阻器模型設計了一個四維憶阻超混沌系統(tǒng)，分析了其動力學特性。最后設計了一個 SPICE模擬電路實現(xiàn)了新混沌系統(tǒng)，通過實驗結果進一步驗證了與數(shù)值仿真的一致性。
　　(4)以電流控制型 Boost變換器的離散映射

5、模型為基礎，得出變換器的電感電流隨參考電流變化的分叉圖，并采用 Simulink建立的狀態(tài)空間模型對分叉圖進行描述。以此為基礎，研究一種基于 SPICE設計的電流控制型 Boost變換器，分析了以參考電流為變化參數(shù)的分叉和混沌現(xiàn)象，解釋了系統(tǒng)分叉與混沌行為的成因。一系列的仿真結果驗證了理論分析的正確性，為實際工程設計中避免 Boost變換器的分叉、混沌行為提供理論依據(jù)。
　　最后，對本文的工作進行了總結，并對下一步需要做的工作進行