基于忆阻元件的混沌电路动力学分析及其应用研究

发布时间：2020-10-21 18:26

　　 忆阻器在1971年被蔡少棠教授提出后,忆容器和忆感器相继被提出。忆阻器、忆容器和忆感器具有非线性,统称为忆阻元件,这些元件可用于混沌电路的设计,该电路被称为忆阻混沌电路。忆阻混沌电路产生的混沌信号具有良好的伪随机性,可以应用到图像保密中。在此背景下,本学位论文重点研究新型忆阻混沌电路模型,及其在图像保密中的应用。主要工作及其贡献归纳如下:(1)新型忆阻混沌电路模型的设计在本文中,主要设计了两种忆阻混沌电路,第一种是用忆阻器和忆感器模型替换了经典蔡氏电路中的蔡氏二极管和线性电阻,构成了基于忆阻元件的改进型蔡氏混沌电路;第二种是仅用忆阻器、忆容器和忆感器三种忆阻元件进行并联,设计了基于忆阻元件的新型忆阻混沌电路。(2)新型忆阻混沌电路的动力学分析对于本文中设计好的两种忆阻混沌电路,利用忆阻元件自身特性以及基尔霍夫电流、电压定律列出系统方程。采用平衡点集、Lyapunov(李雅普诺夫)指数、吸引子图、庞加莱截面和分岔图分析了两种忆阻混沌电路的动力学行为,揭示了忆阻混沌电路产生的特殊的非线性物理现象,阐述其形成机理。(3)基于新型忆阻混沌电路的图像保密算法设计由于混沌电路具有良好的伪随机性、初值敏感特性和长期不可预测等特性,因此,混沌电路被广泛用于图像的加解密中。将本文设计的两种忆阻混沌电路与魔方置换思想相融合,应用到图像的加解密中,得到一种新的加解密算法,该算法主要分为图像的置乱和图像像素值改变两个步骤。接着对本文提出的图像加解密算法进行性能评估,数值仿真结果表明本文提出的基于混沌电路的魔方加解密算法有较好加解密性能。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN60;O415.5;TP309.7
【部分图文】：

和多隐藏吸引子[94]等等。这些研究促进了忆阻元件在混沌电路中的研究。图1-2是基于忆阻元件的混沌电路的发展趋势情况。该图是在Web of Science里面输入((TS=memristor) OR (TS=memristive) OR (TS=memcapacitor) OR (TS=meminductor))AND(TS=chaotic circuit )所得到的结果。图 1-2 忆阻混沌电路发展趋势

实现了一组图像的同时加密[109]。图1-3是基于混沌序列设计的加解密算法的发展趋势状况，该图是在Web of Science里面输入(TS=chaotic circuit ) AND (TS =encryption)所得到的结果。图 1-3 混沌序列加解密发展趋势

) 分岔图全图 (b) 放大分岔图的图 2-4 Logistic 映射的分岔图射称为 tent 映射，是比较简单的动力学模型。由于标准的帐篷映射方程为：1/ , 0 0.5(1 ) / (1 ), 0.5 1n nnn nx a xxx a x+ 分岔图如图 2-5 所示：
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 贾晨浩;李帅;徐瑜;吴楠燕;孙楠;;分数阶混沌系统电路设计及在保密通信中的应用[J];信息安全与技术;2015年08期

2 谭志平;卢鑫;曾以成;李鑫;;并联型忆阻器混沌电路设计[J];电子元件与材料;2015年02期

3 李志军;曾以成;李志斌;;改进型细胞神经网络实现的忆阻器混沌电路[J];物理学报;2014年01期

4 包伯成;刘中;许建平;;Transient chaos in smooth memristor oscillator[J];Chinese Physics B;2010年03期

5 王重英;;基于Logistic的混沌加/解密图像算法研究[J];现代电子技术;2009年18期

6 刘晓义;王述洋;;一种基于混沌和魔方的数字图像置乱算法[J];中国安全科学学报;2008年07期

7 谭文;王耀南;黄创霞;伍雪冬;;不确定蔡氏电路混沌系统的神经网络优化控制[J];电子与信息学报;2007年07期

8 马晓绛;袁德明;;基于混沌序列的DES算法研究与实现[J];徐州建筑职业技术学院学报;2006年04期

9 王占山;张化光;王智良;;一类混沌神经网络的全局同步[J];物理学报;2006年06期

10 鲍官军,计时鸣,沈建冰;魔方变换及其在数字图像加密中的应用[J];计算机应用;2002年11期

相关硕士学位论文 前2条

1 胡巍;分数阶时滞忆阻混沌电路系统的动力学分析[D];安徽大学;2017年

2 陈杨;含记忆元件电路的基本特性以及对外界激励响应的研究[D];南京邮电大学;2016年

本文编号：2850454