基于Matlab的忆阻器图形用户界面设计

发布时间：2017-09-16 04:39

  本文关键词：基于Matlab的忆阻器图形用户界面设计

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【摘要】：在基础电子学教科书中列出了三个基本的无源电路元件：电阻器、电容器和电感器。而在1971年，蔡少棠教授预测了第四个电路基本元件的存在，即忆阻器，且在37年之后的2008年惠普科研小组第一次给出了忆阻器的实物模型，证实了忆阻器的存在。作为第四种基本电路元件，忆阻器有着不同于其它三种传统电路元件的独特性能，它的成功研制将推动整个电路理论的变革。 忆阻器是一种纳米级的能够记忆自身电阻的一种新型电路元件，其纳米级的尺寸，出色的存储能力，低功耗，高耐久性的特点使其在非易失性存储器、大规模集成电路和人工神经网络等方面具有非常大的应用潜能。但忆阻器作为一种新型的电路元件，尚处于研究阶段，在目前还没有一种准确而统一的内部转换机制。并且人们发现对于不同制作材料与制作工艺所制造出的忆阻器物理模型，其所表现出的特性，，除去他们共同拥有的记忆性与非易失性等基本特性之外，其他的特性都大多互不相同。因此，研究人员要获得一个忆阻器的实物模型并不是一件简单的事情，同样的对于初学忆阻器的人员来说，忆阻器的特性也不能被直观的观测到。在现阶段的研究中，人们都只能依靠创建能够近似的表现忆阻器实物特性的理论模型来替代忆阻器实物。为此，本文在对忆阻器基本理论与特性研究的基础上，基于Matlab开发了忆阻器模型的图形用户界面。本文的主要工作包括： ①介绍了忆阻器的理论基础与特性，以及四类主要的忆阻器理论模型，并以惠普忆阻器模型为基础，从理论上推导了其各变量间的关系。 ②基于Matlab设计了一种能直观展示忆阻器特性的图形用户接口，同时模拟了基于忆阻器的图像存储。该图形用户界面具有三大功能：1）给定输入电压，用户能直观方便地演示出忆阻器的电流-电压磁滞现象，内部状态变量的变化情况等；2）用户可以方便地改变输入电压及忆阻器的各种参数，观察并分析输出结果的变化情况：这为人们更直观地了解忆阻器提供了一个有效地方法；3）在给定参数的情况下，系统可以实现基于忆阻器的图片存储。
【关键词】：忆阻器 图形用户接口(GUI) Matlab 图像存储
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM13;TP333
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 忆阻器概念的提出8-11
• 1.2 忆阻器研究现状及展望11-14
• 1.3 本文的研究目的14-15
• 1.4 忆阻器理论基础15-16
• 1.5 论文内容安排16-17
• 2 忆阻器相关模型17-26
• 2.1 忆阻器理论模型17
• 2.2 惠普模型17-21
• 2.3 分段线性模型21-22
• 2.4 遗忘模型22-24
• 2.5 匹配模型24-25
• 2.6 小结25-26
• 3 忆阻器图形用户界面设计与实现26-40
• 3.1 Matlab 软件简介26-29
• 3.2 忆阻器图形用户界面（GUI）设计原则29
• 3.3 系统图形用户界面设计29-30
• 3.4 忆阻器图形用户界面实现30-39
• 3.4.1 忆阻器图形用户界面及其流程30-32
• 3.4.2 系统参数的传递32-34
• 3.4.3 正负波形的绘制34
• 3.4.4 方波信号的绘制34
• 3.4.5 方波信号的积分34
• 3.4.6 试验参数的选择34-35
• 3.4.7 输入部分35-36
• 3.4.8 输出部分36-39
• 3.5 小结39-40
• 4 仿真结果与数据分析40-53
• 4.1 输入为正弦波40-41
• 4.2 输入为方波41-43
• 4.3 输入为先正后负正弦平方波43-44
• 4.4 基于不同输入参数输出结果对比44-45
• 4.5 模拟基于忆阻器的图像存储结果45-46
• 4.6 忆阻器在两种不同工作状态下的比较46-47
• 4.6.1 忆阻器完全工作在不饱和状态46-47
• 4.6.2 忆阻器工作在不饱和与饱和状态之下47
• 4.6.3 忆阻器工作在不饱和与饱和状态时的比较分析47
• 4.7 基于忆阻器的图像存储47-51
• 4.8 小结51-53
• 5 总结与展望53-55
• 5.1 本文工作总结53-54
• 5.2 未来工作展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 何朋飞;王丽丹;段书凯;李传东;;忆容器的Simulink模型及其主要特性分析[J];电子科技大学学报;2011年05期

2 ;Memristive crossbar array with applications in image processing[J];Science China(Information Sciences);2012年02期

3 包伯成;刘中;许建平;;忆阻混沌振荡器的动力学分析[J];物理学报;2010年06期

4 胡柏林;王丽丹;黄艺文;胡小方;张宇阳;段书凯;;忆阻器Simulink建模和图形用户界面设计[J];西南大学学报(自然科学版);2011年09期

本文编号：860975