基于忆阻器的新型混沌电路设计和分析

发布时间：2022-08-07 16:34

　　1971年,美国加州大学的蔡少棠教授根据电路理论的完备性原理,预测了忆阻器的存在。直到2008年,HP实验室用纳米材料研制出实物忆阻器,开始引起国内外学者的广泛关注。忆阻器是一种具有记忆功能的非线性电阻,十分容易产生混沌振荡信号。基于忆阻器构建的混沌电路动力学行为比采用传统方法提出的混沌电路的动力学行为更加复杂。此外,基于忆阻器的混沌电路产生的混沌信号有更强的伪随机性,众多优点令其在生物工程、数据加密和图像处理等的应用前景更为广阔。因此将忆阻器带入到非线性电路的设计中,设计出更优越的基于忆阻器的混沌电路有着非常重要的实际意义。本论文重点基于HP忆阻器设计了几种新型的忆阻混沌系统,对其进行了基本的动力学分析和电路实现,并通过系统的参数变化和忆阻器参数的变化得到了丰富的混沌吸引子。此外,还探究了一个具有扰动的复数混沌系统的反馈控制。具体分析步骤如下:（1）首先,在增广Lü系统基础上引进HP忆阻器模型设计出一个多涡卷的三维忆阻混沌系统。该系统的优势在于系统一个参数的变化能够得到单涡巻﹑双涡卷和四涡巻的多涡卷混沌吸引子。随后通过平衡点稳定性、对称性、功率谱、状态变量时域谱、Poincare截面... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 混沌概述
        1.1.1 混沌的定义
        1.1.2 混沌的基本特征与刻画方法
    1.2 研究现状和发展趋势
        1.2.1 忆阻器的研究现状
        1.2.2 基于忆阻器混沌系统的研究现状
        1.2.3 混沌控制与同步
        1.2.4 超混沌系统
        1.2.5 复数混沌
    1.3 研究背景及其意义
    1.4 本论文的主要结构和内容
第二章 基于忆阻器的多涡卷混沌系统及其脉冲同步控制
    2.1 基于增广Lü系统的忆阻混沌系统和动力学分析
        2.1.1 基于忆阻器的混沌系统分析
    2.2 基本动力学分析
        2.2.1 对称性分析
        2.2.2 平衡点稳定性分析
        2.2.3 Lyapunov指数和维数
        2.2.4 时域图和功率谱
        2.2.5 Poincare
        2.2.6 系统参数的影响
    2.3 电路仿真
    2.4 利用最大Lyapunov指数实现脉冲同步控制
    2.5 小结
第三章 一个新颖的忆阻混沌系统的特性分析和电路实现
    3.1 基于忆阻器的混沌系统的数学建模
    3.2 特性分析
        3.2.1 多涡卷的混沌吸引子
        3.2.2 扩展的混沌吸引子
    3.3 忆阻混沌系统的基本动力学分析
        3.3.1 平衡点和稳定性
        3.3.2 Poincare截面
        3.3.3 时域图和功率谱
        3.3.4 Lyapunov指数和维数
        3.3.5 分岔图
    3.4 电路实现
    3.5 结论
第四章 基于忆阻器的四维四次超混沌系统及电路实现
    4.1 基于忆阻器的四维四次超混沌系统
    4.2 基本动力学分析
        4.2.1 平衡点稳定性分析
        4.2.2 初值敏感性和功率谱分析
        4.2.3 Poincare
    4.3 电路仿真
    4.4 线性反馈同步控制机理与数值仿真
        4.4.1 同步控制机理
        4.4.2 四维四次超混沌系统的线性反馈同步及数值仿真
    4.5 结论
第五章 一个具有扰动的复数混沌系统的反馈控制
    5.1 新的复数混沌系统
    5.2 复数混沌系统的基本动力学分析
        5.2.1 对称性分析
        5.2.2 耗散性分析
        5.2.3 平衡点及稳定性分析
        5.2.4 Lyapunov指数与吸引子
        5.2.5 Poincare
    5.3 具有扰动的复混沌系统的反馈同步
        5.3.1 理论分析
        5.3.2 数值仿真
    5.4 结论
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于一种新的混沌系统的动态分析和图像显示[J]. 王划,盛潇澍,昝鹏.  电测与仪表. 2017(03)
[2]具有未知参数的混沌系统的有限时间滑模同步控制[J]. 高俊山,宋歌,邓立为.  控制与决策. 2017(01)
[3]一类复T混沌系统的动力学分析与同步控制[J]. 雷腾飞,付海燕,陈恒,窦洋洋.  嘉应学院学报. 2016(08)
[4]磁控二氧化钛忆阻混沌系统及现场可编程逻辑门阵列硬件实现[J]. 许雅明,王丽丹,段书凯.  物理学报. 2016(12)
[5]离子迁移忆阻混沌电路及其在语音保密通信中的应用[J]. 闵国旗,王丽丹,段书凯.  物理学报. 2015(21)
[6]复数域上混沌系统的修正函数投影同步[J]. 林洁,翁妹清.  闽南师范大学学报(自然科学版). 2015(02)
[7]Dynamics analysis of chaotic circuit with two memristors[J]. BAO BoCheng 1 , SHI GuoDong 1 , XU JianPing 2 , LIU Zhong 3 ＆ PAN SaiHu 1 1 School of Information Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China; 2 School of Electrical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China; 3 Department of Electronic Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China.  Science China（Technological Sciences）. 2011(08)
[8]一个新的复混沌系统的动力学特性及其同步[J]. 朱红兰,张学兵.  动力学与控制学报. 2008(04)
[9]超混沌系统的广义同步化[J]. 王兴元,孟娟.  物理学报. 2007(11)

博士论文
[1]连续系统超混沌反控制的研究[D]. 李玉霞.广东工业大学 2005



本文编号：3670664