基于Adomian分解法的分数阶混沌系统 的动力学分析与电路实现

针对一类分数阶混沌系统，运用分数阶微分常用的方法———Adomian分解法，从分数阶混沌系统的混沌相图、分岔图、最大Lyapunov指数(MLE)、复杂度SE与复杂度 C0以及空间分岔图等数值仿真分析了0.9阶次混沌系统复杂的动力学特性。同时，基于频率分析法，设计出了 0.90~ 0.99阶次的分数阶电路模块并用电路实现了0.96阶混沌系统。最后，观测示波器电路实验结果与理论分析结果相一致，从而进一步揭示了此类分数阶混沌系统的可实现性与混沌特性。     

基于广义忆阻器的超混沌系统的研究与电路实现

基于通用忆阻器模型，设计了一个广义忆阻器并将其引入混沌系统，构建了一个新的四阶忆阻超混沌系统，探究了其动力学特性。首先对新型四阶忆阻超混沌系统的相图、耗散性、李雅普诺夫指数、稳定性等特性进行分析，发现其存在无穷多平衡点集，且比原系统有更高的维度、混沌性以及复杂度。通过进一步分析其动力学现象，发现随着参数和初值的变化，其分岔特性和李雅普诺夫指数反映出多吸引子共存等现象。最后通过数值仿真与模拟电路仿真的相图对比，验证忆阻混沌系统电路的可行性。新系统有着更复杂的非线性行为，因此具有更高的研究价值，同时为忆阻混沌电路的实际应用奠定了基础。     

一种新的分数阶混沌系统研究

为了提高混沌信号的复杂性,提出一个新的分数阶混沌系统.介绍两种分数阶微积分的分析方法,时域求解法对其进行数值仿真;时频域转换法对其进行电路仿真.数值仿真结果表明,系统存在混沌的最低阶数是2.31.设计该系统的分数阶混沌振荡电路,电路仿真与数值仿真结果相符,证实了该分数阶混沌振荡电路的可行性.     

含两个磁控忆阻器的五阶混沌电路设计

基于经典蔡氏混沌振荡电路,利用2个磁控光滑忆阻器以及电容、电感设计了一种新的五阶混沌振荡电路。讨论了平衡点稳定性,分析了相图、Lyapunov指数和分岔图。此双忆阻混沌电路具有复杂的动力学行为,运动轨迹依赖于电路参数和电路初始状态;从能量的角度探索了奇异吸引子,结果表明系统存在不同吸引子共存的多稳态现象。用PSpice进行了电路设计,验证了Matlab理论仿真正确性和电路设计的可实现性。     

分数阶混沌系统的DSP Builder设计方法

为了克服模拟电路分数阶混沌系统设计易受外界条件影响,提出了一种基于DSP Builder设计分数阶混沌系统的方法.以分数阶Jerk系统为例,采用一种数字差分算法设计混沌系统,分析了分数阶混沌系统的动力学特性.仿真结果表明,分数阶混沌系统的DSP Builder设计方法是一种有效的分析方法,这为分数阶混沌系统的数字设计提供了新的思路.     

基于忆阻器的五阶MCK混沌电路研究

采用忆阻器替换分段线性电阻的方法,在Matsumoto,Chua和Kobayashi (MCK)提出的四阶混沌电路基础上,设计了一个含有忆阻器的五阶对称混沌电路,建立了五阶忆阻混沌电路的数学模型.采用常规动力学分析方法,分析了五阶忆阻混沌电路的平衡点集及其稳定性、Lyapunov指数.采用常规元器件,构建了五阶忆阻混沌电路的仿真模型,并进行了电路仿真实验.理论分析和仿真实验结果表明,设计的五阶忆阻混沌电路具有丰富的混沌行为,丰富了忆阻混沌电路的设计与应用.     

超混沌五阶自治电路的建模与仿真

提出了一个五阶自治混沌电路，基于电路建模与数值计算仿真对其混沌动力学性态和频谱分布特征进行了较详尽的研究。研究结果表明该电路在某些元件参数范围内，能够产生具有两个正性Lyapunov指数的超混沌信号，呈现出复杂的混沌动力学行为，将其用于保密通信，密文的抗破译强度会有较大的提高。     

一个新多涡卷混沌系统的设计及在图像加密中的应用

该文提出一种三涡卷混沌系统,首先对系统的李雅普诺夫指数、分岔图、Poincare截面图、功率谱图及平衡点稳定性等动力学特性进行了理论分析和数值仿真,结果表明该系统具有良好的动力学特性和丰富的拓扑吸引子.基于电路仿真软件Multisim研制了实验仿真电路,该电路结构简单、易于实际制作,且仿真实验与理论分析结论十分吻合,证...     

电流激励蔡氏电路混沌的解析预测

考虑到蔡氏电路受周围电路的影响,故将受周围影响的蔡氏电路做了等效处理,并将其等效为电流激励蔡氏电路。这里首次用解析的方法对三阶非线性微分方程能够产生混沌的参数范围进行预测,利用该方法得出电流激励蔡氏电路产生混沌的必要参数条件。通过数值仿真证明了该等效电路具有极其丰富的混沌动力学行为,仿真结果与解析预测结果有较好的吻合性。     

基于荷控忆阻器的四阶混沌电路

近年来,基于亿阻器的混沌电路受到国内外学者的广泛关注.然而现阶段的研究,大都采用通过磁控忆阻器和负电导并联构成的有源忆阻器替代蔡氏电路中蔡氏二极管的方法.而采用荷控忆阻器的混沌电路大都同时使用荷控忆阻器与磁控忆阻器构成的五阶双忆阻器混沌电路.该文在蔡氏电路的基础上,采用荷控忆阻器与电感串联的形式构造了一个新的四阶忆阻混沌电路,并提出改进的忆阻器非线性特性曲线,通过数值仿真的方法进行了验证.最后,对这个新的四阶忆阻混沌电路进行动力学特性分析,主要通过李雅普诺夫指数和吸引子在相平面的投影.     

Synchronization and chaos in coupled memristor-based FitzHugh-Nagumo circuits with memristor synapse

The memristor has drawn a significant interest in the fields of neuromorphic circuits because the nanoscale memristor is a strong candidate to become the critical element of novel ultra-high density low-power non-volatile memories. In the present paper, we focus on networks of FitzHugh-Nagumo neuron circuits employing memristor. First, we build the memristor-based circuit of FitzHugh-Nagumo model. The details of the chaotic phenomena of the memristor-based FitzHugh-Nagumo circuit under external stimuli have been found with use of computer simulations, i.e., we have numerically calculated waveform diagrams, phase portraits, Lyapunov exponents and bifurcation diagram. And we also confirm these results of theoretical analyses and numerical calculations by circuit simulation experiments of the actual analog circuit realization using Multisim modeling. Then the synchronization of coupled memristor-based chaotic neurons with memristor synapse is discussed, and synchronization mechanism is also found. Finally, we have also derived the sufficient conditions of chaotic synchronization in unidirectional coupled neuron circuits and bidirectional coupled neuron circuits respectively, which are that the parameter of memristor synapse must meet certain conditions. These results of theoretical analyses have been confirmed by numerical simulation.     

一种四螺旋混沌系统仿真研究

为了改善Lü系统的混沌特性,通过在混沌Lü系统上添加一维线性状态反馈控制器,构建了一个新的四维连续自治混沌系统,得到了奇异的四螺旋鲁棒混沌吸引子。利用相轨图、Lyapunov指数谱等数值方法,其最大Lyapunov指数为正值且几乎恒定不变,系统具有很好的鲁棒性.随控制参数变化,系统能够从四螺旋混沌吸引子演变成双螺旋混沌吸引子。通过在混沌Lü系统电路上外加一个简单的线性积分电路实现了新混沌系统的实验电路,实验仿真与数值方法所得结果有着很好的一致性。     

单神经元电路的混沌保密通信

人工神经元是构成人工神经网络的基本单元,研究了改进的神经元权值电路的构成,提出了基于模拟电子技术的人工神经元电路的混沌保密通信系统,应用EWB进行了电路实验仿真,设计了保密通信模拟电路系统,实验结果表明设计方案克服了混沌掩盖系统混沌信号能量小和占用频带宽等弱点,提高了通信系统的保密性能。     

忆阻开关混沌电路及其吸引子共存现象研究

为了研究忆阻开关电路的动力学行为,该文提出一种具有多吸引子共存现象的忆阻开关混沌电路。在该电路中存在多吸引子分岔,当系统中发生边界碰撞之后,系统中将产生不同的吸引子共存现象。其中包括单周期极限环与混沌吸引子共存,不同的混沌吸引子共存,对称的2周期极限环共存现象,以及对称的2周期极限环与5周期极限环共存现象等。该文通过相图、分岔图等数值仿真,分析了该电路的动力学行为,并利用PSIM电路仿真验证了其电路的可行性,对开关电路中多吸引子共存现象和混沌应用的研究具有重要意义。     

蔡氏混沌电路在Multisim软件中的设计与仿真

经典的蔡氏电路是一个简单混沌电路,能够产生丰富的混沌现象,然而该电路的系统参数基本上是固定的,不同混沌电路之间的电路不具备通用性。基于此,本文提出在Multisim仿真软件上通过模块化的设计方法重构蔡氏混沌电路,利用常见的运算放大器、电阻、电容电子元件组成混沌系统的线性部分,着重介绍了如何利用多个二极管实、运放等实现复杂绝对值非线性函数,并给出蔡氏混沌电路相应的硬件仿真结果。     

分压器模型在模拟电路中的应用

分压器是一种基本的电路模型,广泛应用于电子电路中。为了简化模拟电路的分析与计算,将分压器模型应用其中。采用理论分析与仿真实验相结合的方法,对三个典型模拟电路进行理论计算,并在同样的参数条件下,用Multisim软件进行计算机仿真实验。计算机仿真结果与理论分析结果吻和较好,表明分压器模型引入到模拟电路的分析中是有效可行的。     

RESEARCHES ON THE STABILITIES OF ANALOG ELECTRONIC NEURAL NETWORKS

A new method for analyzing the stabilities of analog electronic neural networks ispresented.The energy functions with clear physical meaning are derived by introducing the staticequivalent circuit models,which has expanded the Tellegen Theorem for application on circuitanalysis.The method used to derive the energy functions of nets from first order differentialequations is valid for all first order continuous autonomous systems.The stability analysis ofcellular neural networks is made by the use of the stationary cocontent theorem.Some resultsare instructive for the network implementation on circuits.     

基于文氏振荡器的忆阻混沌电路

该文采用文氏桥振荡器和磁通控制的分段线性忆阻器,设计了一种新的单一参数控制的混沌电路。通过调节控制参数,该系统在忆阻器的非线性作用下,通过倍周期分岔产生了混沌和超混沌现象。利用常规的动力学分析手段研究了电路参数变化时系统的动力学特性,例如平衡点稳定性分析,李雅普诺夫指数谱和分岔图。为了验证电路的正确性,该文采用集成运放和压控开关实现了一个分段线性磁控忆阻器的模拟等效电路,并将该系统应用于提出的混沌电路,Pspice仿真结果与理论分析完全吻合。     

模拟神经网络稳定性研究

本文提出了模拟神经网络稳定性分析的静态等效模型,通过推广特勒根定理,从等效模型导出了物理意义清晰的能量函数。由一阶微分方程组求网络能量函数的方法普适于所有的一阶连续自治系统。文章并利用能量平稳原理对点格神经网络的稳定性质进行了讨论,得到了一些对于网络的电路实现具有一定指导意义的结果。     

Researches on the stabilities of analog electronic eural networks

A new method for analyzing the stabilities of analog electronic neural networks is presented. The energy functions with clear physical meaning are derived by introducing the static equivalent circuit models, which has expanded the Tellegen Theorem for application on circuit analysis. The method used to derive the energy functions of nets from first order differential equations is valid for all first order continuous autonomous systems. The stability analysis of cellular neural networks is made by the use of the stationary cocontent theorem. Some results are instructive for the network implementation on circuits.