基于憶阻器的混沌系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究.pdf

1、在信息化社會(huì)迅猛發(fā)展的今天，提高信息傳遞的保密性、有效性及效率成為當(dāng)下科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的重心。納米級(jí)尺寸的新型非線性器件憶阻器擁有斷電非易失性等特點(diǎn)，憶阻器的提出為智能信息處理帶來(lái)了新的解決方案。在非線性電路的構(gòu)建中加入憶阻器，基于憶阻器的混沌系統(tǒng)擁有更加豐富的動(dòng)力學(xué)行為，產(chǎn)生的混沌信號(hào)擁有更佳的偽隨機(jī)特性，并且在功耗和體積等方面比傳統(tǒng)的混沌系統(tǒng)更占優(yōu)勢(shì)。使其在圖像加密、擴(kuò)頻通訊以及保密通訊等范疇有更高的研究?jī)r(jià)值。
　　本文研究了憶

2、阻器的數(shù)學(xué)及物理結(jié)構(gòu)，分析了對(duì)應(yīng)的基本電學(xué)特性與非線性特性，結(jié)合憶阻器與混沌系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出基于憶阻器的混沌系統(tǒng)及其所對(duì)應(yīng)的電路。緊接著，本文將憶阻器用于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立了憶阻細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。本論文重點(diǎn)探究了4個(gè)部分：
　?。?）研究了憶阻元件的數(shù)學(xué)模型，并建立了其對(duì)應(yīng)的PSPICE模型，利用數(shù)值仿真和電路仿真探究其物理機(jī)制，進(jìn)而驗(yàn)證了其電學(xué)特性。
　?。?）構(gòu)造了具有心型吸引子的憶阻混沌系統(tǒng)。不同于以往的憶阻混沌系統(tǒng)，本系統(tǒng)不

3、僅利用了憶阻器的非線性特性，還利用其可調(diào)控特性。憶阻器極性的改變會(huì)使該系統(tǒng)產(chǎn)生鏡像吸引子，并且隨著憶阻參數(shù)的調(diào)整該系統(tǒng)狀態(tài)能在混沌態(tài)、周期態(tài)、穩(wěn)定態(tài)之間轉(zhuǎn)換。使得該系統(tǒng)能同時(shí)運(yùn)用到需要產(chǎn)生混沌信號(hào)的系統(tǒng)和需要抑制混沌信號(hào)的實(shí)際運(yùn)用中。此外，探討了該憶阻混沌系統(tǒng)的基本特性如Poincaré截面、Lyapunov指數(shù)、分岔圖等，并建立了對(duì)應(yīng)的PSPICE仿真電路。
　?。?）提出了一個(gè)新型憶阻時(shí)滯混沌系統(tǒng)。對(duì)提出的憶阻時(shí)滯混沌系統(tǒng)進(jìn)行

4、了穩(wěn)定性分析，確定了顯示系統(tǒng)穩(wěn)定平衡點(diǎn)的相應(yīng)參數(shù)區(qū)域。討論了在不同參數(shù)情況下的系統(tǒng)狀態(tài)，系統(tǒng)呈現(xiàn)出形態(tài)各異的混沌吸引子相圖，表現(xiàn)出豐富的混沌特性和非線性特性。將憶阻時(shí)滯混沌系統(tǒng)用于產(chǎn)生偽隨機(jī)信號(hào)，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明所提出的系統(tǒng)具有良好的相關(guān)性，同時(shí)能獲得相對(duì)顯著的近似熵。該時(shí)滯混沌系統(tǒng)具有復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為和良好的隨機(jī)性，能滿足擴(kuò)頻通信和圖像加密等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用需要。
　　（4）構(gòu)建出一種新的憶阻細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。改進(jìn)了傳統(tǒng)的憶阻突觸橋電路