忆阻器多涡卷及隐藏吸引子多涡卷混沌系统的研究与设计

发布时间：2020-06-14 20:12

【摘要】：与一般的混沌系统相比,多涡卷混沌系统具有更加复杂的动力学特性,因此其更适合随机数发生器、混沌加密、混沌保密通信等应用领域。但是一般的多涡卷混沌系统存在电路实现复杂、功耗大且不易集成的缺点。利用忆阻器来替换一般多涡卷混沌系统中的非线性部分,不仅能降低混沌电路的能耗,还能减小混沌电路的尺寸。因此设计忆阻器多涡卷混沌系统,具有非常重要的实际意义和应用价值。近些年来,隐藏吸引子混沌系统陆续被发现,由于无法通过扩展不稳定的鞍焦平衡点来得到隐藏吸引子多涡卷混沌系统。因此需要寻找新的方法来得到隐藏吸引子多涡卷混沌系统。在对忆阻器、忆阻器多涡卷混沌系统和隐藏吸引子混沌系统相关文献的研究基础上,提出了两种新的多分段线性光滑忆阻器模型、一个忆阻器多涡卷混沌系统和一个隐藏吸引子多涡卷超混沌系统。主要创新点和研究成果如下:(1)提出了两种新的多分段线性光滑忆阻器模型,利用分立元器件搭建了这两种忆阻器模型的硬件实验电路,验证了这两种忆阻器模型设计的正确性。同时,基于这两种忆阻器模型,提出了一个新的可产生2N涡卷和2N+1涡卷混沌吸引子的忆阻器多涡卷混沌系统。利用李氏指数图、分岔图和吸引子相图等动力学分析方法,分析了此忆阻器多涡卷混沌系统的动力学特性,分析结果发现该混沌系统还具有极其复杂的动力学特性包括倍周期分岔、点吸引子、极限环、共存的多涡卷混沌吸引子等。最后,对所提出的忆阻器多涡卷混沌系统进行了硬件设计,电路实验结果与Matlab仿真结果相一致。(2)提出了一个隐藏吸引子多涡卷超混沌系统。与其他隐藏吸引子超混沌系统相比,本文提出的隐藏吸引子超混沌系统可产生N+M+2涡卷的隐藏吸引子;与其他隐藏吸引子多涡卷混沌系统相比,本文提出的隐藏吸引子多涡卷混沌系统是超混沌,而且其整体电路结构简单、易于利用分立元器件进行硬件实验。利用李氏指数图、分岔图和吸引子相图等动力学分析方法,分析了此隐藏吸引子多涡卷超混沌系统的动力学特性。利用分立元器件对所提出的隐藏吸引子多涡卷超混沌系统进行了硬件设计,电路实验结果与Matlab仿真结果相一致。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O415.5;TN60
【图文】：

伯成等人提出了一个电学特性完全符合忆阻器特管桥电路[28]。如图 1.1 所示，该忆阻二极管桥电础上与一个二极管桥电路并联得到。该文献推导达式，并利用 Matlab 仿真分析了该忆阻模拟器的实验结果和仿真结果相一致。与其他忆阻模拟器元器件，仅仅由四个二极管、一个电容和一个电特性可靠、便于单片集成等优点。适用于忆阻电信号的产生与应用。这使得其具备一定的实际应engne 等人，利用该忆阻二极管桥电路替换 Jerk新的忆阻器混沌系统[29]。分析发现该混沌系统具周期分岔、点吸引子、极限环、共存的混沌吸引，包伯成等人利用该忆阻二极管桥电路替换蔡氏一个新的基于忆阻器的蔡氏混沌系统，并研究了

24.5 -3 -2 1 1 2 34.5 -3 -2 1 1 2 3WRR (3令 Rd= 1 ，RM= 100k ，CM= 10nF，所设计的忆阻器模拟电路如图 3.5 。在图 3.5 中有六组开关，这些开关的闭合能够控制该电路所模拟的忆阻器，具体设置如表 3.1 所示。如果 S0，S1，S2，S4闭合，S3，S5打开，并且 E = 3.么该忆阻器模拟电路模拟的是 W1(φ) (N = 2)。如果 S0，S1，S2，S3，S5闭合4打开, 并且 E = 4.5，那么该忆阻器模拟电路模拟的是 W2(φ) (N = 2)。表 3.1 六组开关开闭集S0S1S2S3S4S5E 忆阻器类型on off off off on off 1.5 W1(φ) (N = 1)on on on off on off 3.5 W1(φ) (N = 2)on on off off off on 2.5 W2(φ) (N = 1)on on on on off on 4.5 W2(φ) (N = 2)

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本文编号：2713295