基于忆阻器的五阶MCK混沌电路研究

采用忆阻器替换分段线性电阻的方法,在Matsumoto,Chua和Kobayashi (MCK)提出的四阶混沌电路基础上,设计了一个含有忆阻器的五阶对称混沌电路,建立了五阶忆阻混沌电路的数学模型.采用常规动力学分析方法,分析了五阶忆阻混沌电路的平衡点集及其稳定性、Lyapunov指数.采用常规元器件,构建了五阶忆阻混沌电路的仿真模型,并进行了电路仿真实验.理论分析和仿真实验结果表明,设计的五阶忆阻混沌电路具有丰富的混沌行为,丰富了忆阻混沌电路的设计与应用.     

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.     

一个磁控忆阻器混沌电路及其FPGA实现

忆阻器是一种新的电路元件.为研究忆阻器混沌的基本特性和实现方法,对一种三次光滑特性忆阻器混沌电路的基本动力学特性进行了深入分析,包括平衡点集及其稳定性,暂态混沌及其状态转移,提出了一种克服暂态混沌从而产生稳定混沌的方法,并基于FPGA研究了忆阻器混沌的数字化实现问题,获得了预期的实验结果.     

忆阻器混沌电路的仿真

本文介绍了HP忆阻器的基本概念及数学模型,该模型可以较好地表示HP忆阻器的非线性掺杂漂移性质,将忆阻器用于蔡氏电路,可以得到基于忆阻器的混沌电路。笔者使用Matlab进行系统级仿真,并简要地进行了动力学分析。建立了忆阻器的Orcad模型,对其进行了仿真实验,其结果与HP实验室相同。我们用Orcad进行器件级仿真,为实际的混沌电路提供基础。该数值仿真和电路仿真结果一致,表明该混沌电路是可行的。     

基于文氏振荡器的忆阻混沌电路

该文采用文氏桥振荡器和磁通控制的分段线性忆阻器,设计了一种新的单一参数控制的混沌电路。通过调节控制参数,该系统在忆阻器的非线性作用下,通过倍周期分岔产生了混沌和超混沌现象。利用常规的动力学分析手段研究了电路参数变化时系统的动力学特性,例如平衡点稳定性分析,李雅普诺夫指数谱和分岔图。为了验证电路的正确性,该文采用集成运放和压控开关实现了一个分段线性磁控忆阻器的模拟等效电路,并将该系统应用于提出的混沌电路,Pspice仿真结果与理论分析完全吻合。     

基于忆阻器的新型四阶超混沌电路

在一个三维自治系统中引入三次非线性磁控忆阻器,得到了一个新的四维忆阻超混沌系统。通过分析该系统的动力学行为,发现它具有线平衡点,存在共存吸引子。通过MATLAB编程计算出Lyapunov指数,结果证明了该系统存在超混沌行为。Simulink数值仿真得到的相图和基于忆阻等效电路设计的PSpice电路仿真相图完全对应一致,验证了系统的正确性与有效性。     

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。     

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。     

含两个荷控忆阻器的五阶混沌电路研究

忆阻器作为一种具有记忆功能的新型非线性元件,被广泛应用于非线性电路系统设计中。利用两个基于荷控光滑模型的忆阻器以及采用常见的线性电子元件电感、电容、负电阻等设计了一种新的五阶混沌振荡电路。采用常规的系统动力学分析方法,分析了系统平衡点稳定性、相图、李雅普诺夫指数谱和分叉图,研究了系统随电路参数和荷控忆阻器初始状态变量变化的非线性动力学特性。Matlab数值仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于广义忆阻器的超混沌系统的研究与电路实现

基于通用忆阻器模型,设计了一个广义忆阻器并将其引入混沌系统,构建了一个新的四阶忆阻超混沌系统,探究了其动力学特性。首先对新型四阶忆阻超混沌系统的相图、耗散性、李雅普诺夫指数、稳定性等特性进行分析,发现其存在无穷多平衡点集,且比原系统有更高的维度、混沌性以及复杂度。通过进一步分析其动力学现象,发现随着参数和初值的变化,其分岔特性和李雅普诺夫指数反映出多吸引子共存等现象。最后通过数值仿真与模拟电路仿真的相图对比,验证忆阻混沌系统电路的可行性。新系统有着更复杂的非线性行为,因此具有更高的研究价值,同时为忆阻混沌电路的实际应用奠定了基础。     

并联型忆阻器混沌电路设计

利用磁控忆阻器、电感和电容三个元件并联设计了一种新型忆阻器混沌电路。采用常规的动力学分析方法研究了系统的基本动力学特性,例如相图、平衡点稳定性分析、李雅普诺夫指数谱和分岔图。结果表明该系统产生了一类特殊混沌吸引子,且随系统参数改变,系统可以产生丰富的混沌行为。为验证电路混沌行为,利用Pspice进行了相应的电路仿真,仿真结果与理论分析、数值仿真基本一致。     

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...     

A novel current-controlled memristor-based chaotic circuit

In this paper, a novel third-order autonomous memristor-based chaotic circuit is proposed. The circuit has simple topology and contains only four elements including one linear negative impedance converter-based resistor, one linear capacitor, one linear inductor, and one nonlinear current-controlled memristor. Firstly, the voltage-current characteristic analysis of the memristor emulator for different driving amplitudes and frequencies are presented. With dimensionless system, the symmetry, equilibrium point and its stability are analysed. It is shown that the system has two unstable saddle-foci and one unstable saddle. A set of typical parameters are chosen for the generation of chaotic attractor. Differing from the common period-doubling bifurcation route in smooth dynamical systems, this memristive system shows abrupt transition from the coexisting period-1 limit cycles to robust chaos when varying system parameters. Various dynamical behaviors are analysed using the numerical simulations and circuit verifications.     

忆阻器的建模及高精度忆阻值读写电路的设计

使用现有电路元件设计了一种荷控忆阻器的理论模型。由于把忆阻器应用于存储器、神经网络、信号处理等领域均涉及到忆阻器的读写操作,并且目前忆阻器大多是数字量0和1的操作,没有模拟量的操作。所以利用了荷控忆阻器的电荷特性,给出一种描述如何读取忆阻器的模拟忆阻值的方法。利用了荷控忆阻器的频率特性,设计了一个反馈式忆阻值写电路,该电路能够在忆阻器的阻态范围内进行任意模拟量的写操作。仿真结果验证了设计的正确性。     

新的三维自治混沌系统及其电路仿真

为了丰富非线性电路领域的研究内容,提出一个新的三维自治混沌系统,构造其数学模型。运用MATLAB对它的相图、Lyapunov指数、庞加莱映射图等复杂动力学特征进行分析研究,证实此三维混沌系统是一个新三维混沌自治系统。通过非线性电路的基本理论,将数学模型转化为电路方程,进而构造出符合该混沌系统的非线性电路,运用Muhisim软件对该电路进行仿真,验证了其真实存在性。     

A bridge technique for memristor state programming

ABSTRACT

In order to effectively use a memristor in analog circuits, its memristance should be adjusted to a desired value between its limits. Since the maximum and minimum required memristance typically varies considerably between different types of memristors, it is almost impossible to tune the resistance of each memristor based on a reference resistor. Which is mostly done using some programmer circuits. Moreover, those programming strategies involving pulses are time-consuming and they impose high hardware headroom. In this paper, a novel CMOS circuit is presented for programming memristors. A Wheatstone bridge circuit is used to measure the current memristance, while the programming current is flowing through the device. Using such an approach reading the state and its adjustment are done simultaneously, which reduces the programming latency. In the proposed method, instead of tuning the memristance, the state of the memristor will be set to the desired value, which is proportional to a control voltage. The low programming latency, six-bit accuracy, and use of a simple circuit for programming, are the main advantages of our solution. The proposed circuit is designed and laid out in 0.35 µm CMOS technology and takes 0.0273mm². Furthermore, the proposed approach is applied to a memristor emulator to demonstrate its correct operation in real applications.     

微波Colpitts混沌电路实验研究

本文首先介绍了Colpitts电路的数学模型，给出了基于预设定频谱分布的Colpitts混沌电路中主要电路参数的设计方法；然后对工作在微波频段的Colpitts混沌电路进行了实验研究，验证了给出的电路参数设计方案；最后对实验过程中的电路调试方法，电路频谱宽度的瓶颈问题，电路功耗问题以及进一步的工作进行了讨论。     

基于AgInSbTe忆阻器的高效MLP神经网络

忆阻器自被制造出来以后在神经形态计算方面展现了巨大的应用潜力,然而众多神经形态计算算法的基于忆阻器的神经网络往往无法处理负突触权重或者需要引入非常复杂的控制电路,从而无法获得较高的处理效率.为了克服这一困难,提出一种结合忆阻器参考行和流控电压源(CCVS)的结构,实现了正负权重在单个忆阻器件上的高效映射.以双层的MLP...     

基于虚拟仪器三维四翼混沌系统研究及实现

讨论了基于虚拟仪器三维四翼混沌系统的研究模式,设计了软件系统,并给出三维四翼混沌系统电路原理图及其实验结果,证实基于虚拟仪器技术为研究非线性系统提供可行的方案,利用此方案进行实验,结果证明此实验系统具有良好的实验效果。与传统的自治混沌系统相比,此系统具有参数调节方便、易实现、可靠性高,实时性好等优点,该特点在保密通信等工程中有重要的应用。