忆阻突触联想记忆神经网络的电路构建与仿真

发布时间：2021-12-02 08:18

　　1971年,蔡少棠教授提出了忆阻的概念,由于当时半导体技术不够成熟,直到2008年惠普公司才制作出来第一个纳米级尺寸的忆阻实物。忆阻器具有很多的传统基本电路元件没有的优良特性,如低功耗、掉电后信息非易失性、纳米级尺寸、非线性特性等,在保密通信、混沌电路、人工神经网络、信息储存等研究方向有着极其广泛的应用。忆阻的记忆功能与生物突触的功能极为相似,又具有低功耗和纳米级尺寸等特点。因此,将忆阻运用在神经网络,从而实现更智能化和微型化的人工智能系统。由于当前大部分忆阻模型功能不够完善,不能较好地模拟突触的功能。同时,当前脉冲神经元结构较为复杂,不利于大规模集成化。本文提出了一种改进的忆阻模型和单电子晶体管脉冲神经元,并将其运用于联想记忆神经网络。进一步地,提出了一种较为理想的窗函数,运用在HP忆阻模型中,并设计出一种线性忆阻突触模型。最后,讨论并仿真了两个神经元利用线性忆阻突触连接的结构,并将其扩展到四个神经元网络中。本文主要工作包括了以下内容:（1）提出了一种作为联想神经网络突触改进的忆阻模型-经验学习忆阻,并分析了经验学习忆阻在不同电压条件下的性质。然后,设计了一种输入全反馈的神经网络反馈... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 忆阻神经网络研究现状
        1.2.1 忆阻器研究现状
        1.2.2 忆阻突触研究现状
        1.2.3 联想神经网络的研究现状
    1.3 本文主要工作与结构
        1.3.1 主要工作
        1.3.2 本文结构
第二章 忆阻突触及神经网络
    2.1 忆阻器简介
        2.1.1 忆阻器的定义
        2.1.2 忆阻器的本质特性
    2.2 常见忆阻突触电路
        2.2.1 单忆阻突触
        2.2.2 多忆阻突触桥电路
    2.3 忆阻神经网络
    2.4 忆阻窗函数
    2.5 本章小结
第三章 忆阻突触联想记忆神经网络
    3.1 经验学习忆阻
        3.1.1 经验学习忆阻模型
        3.1.2 经验学习忆阻模型分析
        3.1.3 经验学习忆阻模型仿真
    3.2 联想记忆网络反馈规则
    3.3 基于经验学习忆阻突触的联想记忆神经网络
        3.3.1 构建联想记忆网络
        3.3.2 联想记忆神经网络仿真及分析
    3.4 本章小结
第四章 基于单电子晶体管的忆阻神经网络
    4.1 单电子晶体管
    4.2 忆阻模型窗函数
        4.2.1 单电子晶体管仿真平台选择
        4.2.2 串联忆阻突触
        4.2.3 单电子晶体及忆阻参数设置
    4.3 基于忆阻突触的脉冲神经网络
        4.3.1 两脉冲神经元连接设计思路
        4.3.2 四脉冲神经元忆阻突触连接设计思路
    4.4 两脉冲神经元忆阻突触电路
        4.4.1 两脉冲神经元忆阻突触电路实现
        4.4.2 两脉冲神经元忆阻突触电路仿真及分析
    4.5 基于忆阻突触脉冲神经网络
        4.5.1 忆阻突触脉冲神经网络电路实现
        4.5.2 忆阻突触脉冲神经网络电路仿真及分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3528064