忆阻开关混沌电路及其吸引子共存现象研究

为了研究忆阻开关电路的动力学行为,该文提出一种具有多吸引子共存现象的忆阻开关混沌电路。在该电路中存在多吸引子分岔,当系统中发生边界碰撞之后,系统中将产生不同的吸引子共存现象。其中包括单周期极限环与混沌吸引子共存,不同的混沌吸引子共存,对称的2周期极限环共存现象,以及对称的2周期极限环与5周期极限环共存现象等。该文通过相图、分岔图等数值仿真,分析了该电路的动力学行为,并利用PSIM电路仿真验证了其电路的可行性,对开关电路中多吸引子共存现象和混沌应用的研究具有重要意义。     

基于双曲函数的双忆阻器混沌电路多稳态特性分析

基于经典蔡氏混沌振荡电路,引入一种双曲余弦函数的新型磁控忆阻器模型,设计含有两个双曲余弦忆阻器的混沌电路系统,讨论了系统平衡点集面的稳定区间.选择不同的忆阻初始值进行数值仿真,通过分岔图与Lyapunov指数谱研究双曲忆阻混沌系统的多稳态特性.结果表明,含双曲函数的双忆阻混沌电路具有复杂的动力学行为,运动轨迹不仅依赖于电路参数,还受电路的初始状态影响,由此产生了不同拓扑结构的混沌吸引子与不同周期运动的多稳态隐藏吸引子共存现象.     

基于荷控忆阻器的四阶混沌电路

近年来,基于亿阻器的混沌电路受到国内外学者的广泛关注.然而现阶段的研究,大都采用通过磁控忆阻器和负电导并联构成的有源忆阻器替代蔡氏电路中蔡氏二极管的方法.而采用荷控忆阻器的混沌电路大都同时使用荷控忆阻器与磁控忆阻器构成的五阶双忆阻器混沌电路.该文在蔡氏电路的基础上,采用荷控忆阻器与电感串联的形式构造了一个新的四阶忆阻混沌电路,并提出改进的忆阻器非线性特性曲线,通过数值仿真的方法进行了验证.最后,对这个新的四阶忆阻混沌电路进行动力学特性分析,主要通过李雅普诺夫指数和吸引子在相平面的投影.     

含两个磁控忆阻器的五阶混沌电路设计

基于经典蔡氏混沌振荡电路,利用2个磁控光滑忆阻器以及电容、电感设计了一种新的五阶混沌振荡电路。讨论了平衡点稳定性,分析了相图、Lyapunov指数和分岔图。此双忆阻混沌电路具有复杂的动力学行为,运动轨迹依赖于电路参数和电路初始状态;从能量的角度探索了奇异吸引子,结果表明系统存在不同吸引子共存的多稳态现象。用PSpice进行了电路设计,验证了Matlab理论仿真正确性和电路设计的可实现性。     

一种蔡氏硬件电路系统的研究

由于混沌是貌似随机的非随机运动。它对初始条件的极端敏感性。蔡氏电路出现后,通过非线性电路研究混沌产生涡卷成为可能,而蔡氏混沌电路产生涡卷吸引子方法多种多样,利用非线性多项式产生三涡卷混沌吸引子为例,对蔡氏电路进行数学模型分析,然后进行MATLAB仿真。再此基础上,对蔡氏电路进行Multisim仿真同样可以产生三涡卷混沌吸引子,并通过硬件电路系统实现,该硬件电路能够产生三涡卷吸引子,并且可作为一个信号发生电路应用。     

非对称忆阻诱导的吸引子非对称演化与机理研究

紧磁滞回线是评测物理器件或数学模型是否为忆阻的关键依据,其对称特性也是忆阻的重要特征之一。该文提出一种有源非对称忆阻二极管桥模拟器,它通过改变二极管桥中并联二极管的数量可实现紧磁滞回线非对称度的控制。首先,验证了该非对称忆阻模拟器的指纹特征,并着重探讨了激励频率和对称度控制参数对紧磁滞回线非对称度的影响。进一步地,将该非对称忆阻模拟器耦合到Sallen-Key高通滤波器,构建了一种无感忆阻蔡氏电路;建立了相应的无量纲系统,并揭示了系统吸引子的非对称演化现象。结合平衡点稳定性分析、分岔分析和多吸引子状态初值空间分布,阐明了吸引子非对称演化的产生机理。结果表明,受非对称忆阻的影响,无感忆阻蔡氏电路的两个不稳定鞍焦点失去平衡,导致了非对称共存分岔、多稳定模态等行为的产生。最后,由硬件电路实验验证了理论分析与数值仿真的正确性。     

基于FPGA技术的双磁控忆阻Shinriki振荡器对称行为分析

该文通过将无源磁控忆阻器替换Shinriki振荡器中的二极管串并联支路,并利用有源磁控忆阻代替RLC谐振回路中的电阻,同时在电感支路串联电阻,得到一个新型双磁控忆阻Shinriki振荡器。通过特定参数的共存分岔图和Lyapunov指数谱,开创性地发现了振荡器具有的对称分岔行为,在双参数平面内展现运动状态分布的对称性。同时,在对称参数-初值平面的吸引盆中,分析对称域内系统的多稳态特性。并对存在的对称反单调现象、多运动状态吸引子对称共存和对称域中依赖初值的不完全对称行为进行研究。此外,基于FPGA技术完成双磁控忆阻Shinriki振荡器的数字电路实验,示波器上捕捉的波形验证了系统对称动力学行为分析的正确性。     

基于FPGA技术的双磁控忆阻Shinriki振荡器对称行为分析

该文通过将无源磁控忆阻器替换Shinriki振荡器中的二极管串并联支路,并利用有源磁控忆阻代替RLC谐振回路中的电阻,同时在电感支路串联电阻,得到一个新型双磁控忆阻Shinriki振荡器.通过特定参数的共存分岔图和Lyapunov指数谱,开创性地发现了振荡器具有的对称分岔行为,在双参数平面内展现运动状态分布的对称性.同时,在对称参数-初值平面的吸引盆中,分析对称域内系统的多稳态特性.并对存在的对称反单调现象、多运动状态吸引子对称共存和对称域中依赖初值的不完全对称行为进行研究.此外,基于FPGA技术完成双磁控忆阻Shinriki振荡器的数字电路实验,示波器上捕捉的波形验证了系统对称动力学行为分析的正确性.     

基于忆阻元件的五阶混沌电路研究

采用一个有源磁控忆阻器替换四阶蔡氏振荡器中的蔡氏二极管,导出了一个基于忆阻元件的五阶混沌电路,建立了相应电路状态变量的微分方程组.理论分析表明该忆阻混沌电路具有一个平衡点集,其稳定性随忆阻器初始状态变化而变化.采用常规的动力学分析手段研究了忆阻器初始状态发生变化时电路的动力学特性.数值仿真结果验证了理论分析的正确性.     

基于CCCII非线性电阻实现的蔡氏电路及其研究

利用具有低电压、低功耗、低噪声以及电可调等优点的第二代电流控制电流传输器(CCCII),实现了一种具有"蔡氏二极管"特性的非线性电阻,并结合Pspice软件对由它构成的蔡氏电路进行了计算机仿真研究.仿真结果表明:调节非线性电阻电路的相关参数,不仅可以实现具有不同斜率的非线性电阻,而且由其构成的蔡氏电路也出现了诸如平衡态、周期、倍周期、单涡卷混沌吸引子、双涡卷混沌吸引子等丰富的混沌现象.同时还给出了蔡氏电路处于混沌状态时,各相关元件的参数变化范围.     

简洁无电感忆阻混沌电路及其特性

采用非理想有源电压控制忆阻器和磁通控制型光滑3次非线性忆阻器,该文设计了一种不含电感的简单(只含5个电子元器件)双忆阻混沌电路。采用常规的非线性分析手段详细研究了电路参数变化时系统的基本动力学行为,例如平衡点稳定性分析,相轨图以及李雅普诺夫指数谱和分岔图等。通过调节系统控制参数,该系统可产生多涡卷、多翼以及暂态混沌等十分丰富的动力学现象。此外,还研究了系统依赖于忆阻器初始状态的多稳态,得到了一些有意义的结果。为验证电路的可行性及稳定性,通过对忆阻器的模拟等效电路的搭建,并将该等效电路应用于所提出的混沌电路中,硬件电路实验结果以及Multisim电路仿真结果与理论分析一致。     

A new multi-scroll Chua’s circuit with composite hyperbolic tangent-cubic nonlinearity: Complex dynamics,Hardware implementation and Image encryption application

In this paper, a new method for generating multi-scroll chaotic attractors via constructing a compound hyperbolic tangent-cubic nonlinear function in canonical Chua’s circuit is presented. The basic dynamic characteristics of the system are analyzed, including equilibrium points, bifurcation diagrams, Lyapunov exponents, phase portraits, time-domain diagrams and attractive basins. What is surprising is that the proposed multi-scroll Chua’s circuit also exhibits rich dynamic behaviors like coexisting multiple attractors, transient period, intermittent chaos and offset boosting. In addition, we put forward the application of the system in chaotic image encryption, and analyzed some security performance evaluation indexes to show that the new Chua’s chaotic cipher system has high security and reliable encryption performance. Finally, the hardware design and experiments of the chaotic digital circuits and image encryption are carried out. Both numerical simulation and FPGA experimental results verify the feasibility and usability of the proposed new multi-scroll Chua’s system.     

基于分数阶忆阻器的混沌电路分析与设计

提出了一种新型的分数阶忆阻混沌电路.首先,建立了分数阶忆阻器的数学模型,通过数值仿真验证了分数阶广义忆阻器满足忆阻器的基本特性.然后,将分数阶广义忆阻器与蔡氏振荡电路相结合,建立了一种基于分数阶广义忆阻器的混沌电路模型.通过稳定性理论,对分数阶系统的稳定性进行了分析.为了进一步研究电路参数对系统动态行为的影响,利用相位...     

双忆阻Shinriki振荡器的超级多稳态和反单调性分析

本文通过在Shinriki振荡器中引入一个有源荷控忆阻,并且利用一个含绝对值项的磁控忆阻代替原电路中的串并联二极管回路,提出了一种含双忆阻器的Shinriki振荡器.根据电路拓扑结构图建立了忆阻振荡器的数学模型,开展了振荡器随电路元件参数变化时的共存分岔、周期-混沌状态转移等动力学特性分析.结果表明,双忆阻Shinriki振荡器对忆阻的参数值和初始条件有极大的依赖性,随着忆阻参数值和初始条件在特定域内变化,振荡器将呈现出共存反单调现象、不完全对称行为、超级多稳态等非线性动力学行为.此外,基于FPGA开发板完成了双忆阻Shinriki振荡器的数字电路仿真,在示波器上捕捉实验波形,验证了动力学分析的正确性.