基于Matlab的忆感器建模仿真及应用

忆感器是一种有记忆能力的非线性电感器,其电感值的变化依赖于流过它的电荷数或磁通量。对于这种新的纳米级的电子元件,从电路学的基本原理出发,推导了它的基本公式,从数值分析的角度提出了一种新的基于Matlab的忆感器的建模及仿真方法,验证了忆感器的典型的磁滞回环现象,并利用这种方法重点分析了忆感器在非易失性存储和人工神经网络中的应用。实验表明,该建模方法准确地反映了忆感器的特性,同时也说明了忆感器在众多的领域里具有很高的潜在的应用价值。     

基于忆阻器的Simulink模型及其特性分析

忆阻器是纳米级尺寸、非易失性的两端无源性器件,在数据存储、图像处理和模拟神经网络突触等方面有很大的优势。为了研究忆阻器的特性,在理想的忆阻器模型的基础下,搭建了2种不同窗函数的忆阻器Simulink模型。通过Matlab仿真研究了不同的输入激励以及模型的变化对忆阻器的影响,获得了关于忆阻器的许多新特性和一些重要的结果,并与已知的忆容器和忆感器的输入输出特性作了对比,说明忆阻器与忆容器、忆感器具有相似的特性。仿真结果表明忆阻器在应用方面的具有很大的潜力。     

忆阻-电容等效忆感器的有源回转实现及其特性仿真

忆阻器的出现给电子信息技术的进一步发展带来新的契机。忆感器作为新型模拟记忆器件的另一种类型,其实体器件尚待研发。基于模拟记忆器件特性的分析,利用电压模和电流模电路分别进行电抗性质的变换,实现对电容和忆阻回转的忆感器有源等效。MATLAB的系统级仿真结果表明:等效忆感器具有电流-磁通量之间的自收缩滞回特性,这与理论概念上的忆感特性相吻合,为忆感器在电子学中产生新功能的实验研究提供了功能模拟实体。     

一种通用的记忆器件模拟器及在串联谐振电路中的应用

该文基于忆阻器、忆容器和忆感器的物理模型与记忆机理,提出一种统一形式的记忆器件模型。在此基础上结合线性电压控制浮地阻抗(VCFI)电路与电流积分器,构建一种通用的记忆器件模拟器。该电路在拓扑结构保持不变的情况下,通过接入不同性质的元件能分别模拟忆阻器、忆容器和忆感器的电学行为。最后将提出的忆阻器、忆容器和忆感器分别替换RLC串联谐振电路中的电阻、电容和电感元件,并从时域和频域两方面研究了记忆器件对电路的影响。PSPICE仿真结果验证了该模拟器的可行性和有效性。     

基于阈值电压的忆阻器模型研究

为了使忆阻器模型更加接近实际器件,提高其电学特性仿真的准确性。文章在惠普实验室提出的忆阻器物理模型的基础上,在Matlab中对忆阻器进行建模,并对忆阻器的模型根据实际器件具有的电压阈值特性进行了改进,仿真结果表明基于改进电压阈值的模型所呈现的电学特性更加准确地反映了忆阻器的输入输出特性。     

基于高速忆阻的超宽带信号电路

基于高速忆阻器件中拟合出的实验模型,构建SPICE模型,仿真了其忆阻特性,并利用这种高速忆阻器件设计了超宽带信号电路,模拟出了基于该忆阻模型的超宽带信号电路的频谱特性。结果表明其输出信号具有超过2GHz的带宽,该模型电路拓宽了超宽带的应用,具有较大的实用性。     

带有阈值电压的非线性忆容器混合建模与特性分析

忆容器是在电感、电容和电阻基本电路元件之后出现的新型电路元件,因其具有非易失性和非线性特点,在众多领域中具有广泛的应用前景。为了使忆容器模型更接近实际忆容器和方便与其他二端口电路元件连接,通过引入阈值电压的方法改进了忆容器荷控数学模型,并利用Simscape和Simulink相结合的混合建模方法建立了带有阈值电压的忆容器二端口仿真模型。通过仿真实验分析了触发电压的幅值和频率对该仿真模型磁滞回线的影响。结果表明,建立的仿真模型符合忆容器的基本特性,即磁滞回线随电压幅值的增大逐渐变宽,随电压频率的增加逐渐变窄。该模型可为以后忆容器的应用研究和仿真研究奠定基础。     

碳纤维忆阻器设计及其电学性质研究

将碳纤维表面改性后,依据其尺寸效应和表面特性,设计了一种十字交叉碳纤维忆阻器模型。分析了模型的阻变机理,定性地从理论上指出,由束缚电荷产生的电场对忆阻效应起了决定作用。对该模型结构、导电机理和材料属性进行分析讨论,推导出了忆阻器的解析公式。对其各个参数的影响进行了分析与比较,仿真结果发现该模型电压电流特性曲线(voltage-current characteristic curve,V-I)能够与惠普模型相吻合,呈现典型的忆阻特征。实验测量结果与仿真结果基本一致。     

一种改进的忆阻器的SPICE模型及其仿真

忆阻器(Memristor)是一种具有记忆功能的无源电子元件,其概念由蔡少棠于1971年提出.2008年HP实验室发现了一种基于电阻开关的二端非易失记忆器件,从而证实了忆阻器的存在.在研究HP实验室发现的忆阻器的基础上,分析了目前一些忆阻器模型的优缺点,设计了一种改进的忆阻器模型.经过PSPICE仿真验证,该模型成功地模拟了HP实验室发现的忆阻器物理模型的基本特性.     

基于分数阶忆容器的有源滤波器设计

在分析研究整数阶忆容器模型和分数阶忆容器模型的基础上,提出了一种具有两个分数阶阶次的忆容器模型,并对其相关特性进行了分析。将此模型应用于有源低通滤波电路中,仿真分析了含有分数阶忆容器的有源低通滤波电路的时域和频域特性。实验结果表明,与整数阶忆容器模型相比,提出的分数阶忆容器模型可以通过改变分数阶阶次来调整低通滤波电路的截止频率,进而改变低通滤波电路的滤波效果。     

Mutator-Based Meminductor Emulator for Circuit Applications

A mutator-based meminductor emulator whose inductance can be varied by an external current source is proposed. The implementation of a meminductor emulator is very important, since real meminductors are not physically realizable with current technology. Though there is active research on memristor or memcapacitor emulators, no significant contribution for the meminductor emulator has been presented yet. In this paper, a meminductor emulator has been built using the principle of a mutator, in that a memristor with \(v-i\) at one port functions as a meminductor in the other port, whose input is characterized by \(\varphi - i\) curve. It is shown that multiple meminductor circuits can be built in various configurations with memristors combined with a single mutator. The feasibility of our meminductor emulator and its expandable configurations are verified experimentally and SPICE simulation.     

忆阻元件的研究进展

忆阻元件是一种联系电荷和磁链之间关系的新的无源电路元件,可以称其为第四类基本电路元件。本文首先介绍了忆阻元件的概念、基本模型及其数学表示方法,然后介绍了目前国内外的研究现状。国内研究主要集中于忆阻元件的数学模性、特性及与其它元件组成的简单电路的性能;国外的研究主要集中于忆阻元件在各方面的潜在应用以及由忆阻概念进一步推测忆容和忆感元件及其系统。     

基于Matlab和Adams的自平衡机器人联合仿真

为检验自平衡机器人控制系统的准确性及其动静态性能,采用Matlab／Simulink和Adams建立虚拟样机系统的方法。通过建立机器人的状态空间方程并利用LQR方法配置系统极点,设计出状态反馈控制器。分别在Simulink和Adams中建立机器人的控制系统和机械仿真模型,利用二者实现对机器人的联合仿真。仿真结果表明,所设计的控制方法能实现机器人平衡,并具有良好的动静态性能。     

A new electronically controlled floating/grounded meminductor emulator based on single MO-VDTA

Analog Integrated Circuits and Signal Processing - This paper proposes a circuit configuration to emulate the behaviour of a floating/grounded incremental/decremental flux-controlled meminductor,...     

基于Matlab/Simulink的SiC MOSFET建模与分析

针对现阶段SiC MOSFET建模研究无法应用在电机控制系统领域的现状,提出了一种基于Matlab/Simulink的SiC MOSFET仿真电路模型。对功率器件的动态特性和静态特性进行综合分析,采用非分段受控电流源模型模拟功率器件静态特性,具体分析SiC MOSFET的开关过程,同时采用曲线拟合的方法对影响器件开关过程的非线性电容进行表征,在Matlab/Simulink中建立SiC MOSFET等效电路模型。为了验证模型准确性,将仿真结果与数据手册中的数据进行比较分析,仿真结果表明所建模型可以较为准确地描述SiC MOSFET动、静态特性,开通时间和关断时间误差均小于7%,对比结果验证了模型的准确性和有效性。建立的模型为SiC MOSFET在电机控制策略仿真及应用领域提供了参考依据。     

光伏电池输出特性与最大功率点跟踪的仿真分析

根据太阳能光伏电池的等效电路特点,建立了相应的光伏电池组件的仿真模型。该模型可以实现在不同光照强度和温度下光伏组件的输出特性,在此模型基础上研究了光伏组件最大功率追踪方法(MPPT)。在众多最大功率追踪方法中,扰动法有着比较优秀的控制效果。针对最常用的最大功率点跟踪方法-扰动观察法,提出一种改进型的扰动法算法,通过仿真结果和实验证明该方法在一定程度上可解决光伏电池输出非线性的问题,有效避免跟踪偏差,提高光伏电池的输出效率,且动态响应速度快,使光伏系统具有良好的动态和稳态性能。     

基于Matlab/Simulink的导弹模块化仿真

基于 Matlab/Simulink 仿真环境,提出了导弹模块化建立仿真模型方法。该方法按功能将导弹划分为各个子模块,分别采用 Simulink 对各个子模块建立仿真模型,然后合成得到导弹总体仿真模型。在给定的初始条件下对总体模型进行仿真,仿真结果表明该模型能够正确反映出导弹弹道特性。该方法适用于导弹系统研究工作。