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。     

基于双曲正切忆阻器的Duffing系统中簇发、共存分析及其DSP实现

忆阻器作为第4种基本电路元件由蔡少棠首次提出,它的提出为混沌电路的设计和工程应用提供了新思路。该文通过在Homles型Duffing系统中引入一个双曲正切忆阻模型,得到了一个新忆阻Duffing非自治系统。利用转换相图、相图、Lyapunov指数等,揭示了该系统具有振荡尖峰数目可控簇发、非完全对称双边簇发、非完全对称的簇发共存、多种周期混沌共存等新颖动力学行为。并通过分岔图及平衡点分析,研究了其簇发产生机理。采用Multisim电路仿真与数字信号处理平台(DSP)对系统进行了硬件实现,与理论分析基本一致的实验结果证明该系统是可行的且是物理可实现的。     

氧化物忆阻器材料及其阻变机理研究进展

忆阻器是目前材料和电子领域的研究前沿和热点,氧化物材料在忆阻器研究中具有重大价值。本文综述了近年来研究较多的几种典型氧化物忆阻器材料,包括TiO_2、SiO_x、HfO_x、Al_2O_3、ZnO、ZrO_2、TaOx以及ZnSnO_3等,并介绍了导电细丝机制、氧化还原机制、边界迁移机制以及相变机制等四种常见的阻变机理,展望了未来忆阻器材料研究的方向与重点。     

基于忆阻器的新型四阶超混沌电路

在一个三维自治系统中引入三次非线性磁控忆阻器,得到了一个新的四维忆阻超混沌系统。通过分析该系统的动力学行为,发现它具有线平衡点,存在共存吸引子。通过MATLAB编程计算出Lyapunov指数,结果证明了该系统存在超混沌行为。Simulink数值仿真得到的相图和基于忆阻等效电路设计的PSpice电路仿真相图完全对应一致,验证了系统的正确性与有效性。     

基于互补式忆阻器的多路复用器设计与实现

针对现有忆阻器逻辑设计方法所需忆阻器数量较大和操作步骤较多的问题,提出一种基于互补式忆阻器(complementary resistive switches,CRS)的灵活配置同行忆阻器的逻辑设计方法.通过对施加于CRS的高电压设置电压约束,更快速地实现布尔逻辑,并利用该方法实现了四种基本逻辑门,分别是与逻辑(AND)...     

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。     

分数阶忆阻退化Jerk系统的特性分析与DSP实现

为了探究分数阶形式下该类系统的动力学特性,该文将分数阶微积分引入到忆阻退化Jerk系统中,增加了一个自由度,提升了系统性能。通过相图、分岔图、李雅普诺夫指数谱、复杂度混沌图等分析了系统的动力学特性,并采用DSP技术,实现了该系统的数字电路。研究结果表明,系统拓展到分数阶后有两种不同的单涡卷吸引子,系统随初值变化呈现倍周期分岔路径,在某些特定初值处系统演化路径出现跃变。系统具有无限多个吸引子共存。     

基于遗忘效应忆阻器的LIF神经元电路研究

细胞神经网络(CNN)被公认为是一种强大的大规模并行网络架构,能够高速执行运算操作和解决复杂的工程问题,但是目前关于硬件实现神经元的研究处于起步阶段.首先,研究了一个基于SrTiO3(STO)的忆阻仿真模型,并分析了该模型的阻值变化特性与磁滞回线.其次,在此基础上设计了基于忆阻器的LIF神经元电路,验证了忆阻器模型可很...     

时变耦合下忆阻电路的同步

基于Lyapunov稳定理论,研究了一类三阶忆阻器混沌电路系统在单向线性耦合下实现同步的可靠性问题。在临界值上选择恒定的控制器增益则容易实现两个混沌系统的同步;当控制器增益时变下,在一定强度范围内也可以实现同步。进一步通过数值方法计算了耦合增益对控制器平均功耗和达到同步暂态时间的影响。     

Complicated Attractor and Novel Route to Chaos via Cubic Nonlinearity Controller

By introducing a nonlinear state feedback controller, a complicated chaotic attractor of fourdimensional continuous autonomous chaotic system evolved from Lorenz system is proposed. The controller consists of a cubic cross-product term of three variables and a self variable term with control parameter. This paper verifies that the proposed system has complex dynamical behavior, which can evolve into periodic and chaotic behavior cyclically. These circular routes to chaos have self-similar bifurcation structure in a wide parameter variation range. An electronic circuit is designed to demonstrate the complicated attractor.     

Complicated Attractor and Novel Route to Chaos via Cubic Nonlinearity Controller

By introducing a nonlinear state feedback controller, a complicated chaotic attractor of fourdimensional continuous autonomous chaotic system evolved from Lorenz system is proposed. The controller consists of a cubic cross-product term of three variables and a self variable term with control parameter. This paper verifies that the proposed system has complex dynamical behavior, which can evolve into periodic and chaotic behavior cyclically. These circular routes to chaos have self-similar bifurcation structure in a wide parameter variation range. An electronic circuit is designed to demonstrate the complicated attractor.     

Coexistence of multiple bifurcation modes in memristive diode-bridge-based canonical Chua’s circuit

Based on a memristive diode bridge cascaded with series resistor and inductor filter, a modified memristive canonical Chua’s circuit is presented in this paper. With the modelling of the memristive circuit, a normalised system model is built. Stability analyses of the equilibrium points are performed and bifurcation behaviours are investigated by numerical simulations and hardware experiments. Most extraordinary in the memristive circuit is that within a parameter region, coexisting phenomenon of multiple bifurcation modes is emerged under six sets of different initial values, resulting in the coexistence of four sets of topologically different and disconnected attractors. These coexisting attractors are easily captured by repeatedly switching on and off the circuit power supplies, which well verify the numerical simulations.     

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。     

简洁无电感忆阻混沌电路及其特性

采用非理想有源电压控制忆阻器和磁通控制型光滑3次非线性忆阻器,该文设计了一种不含电感的简单(只含5个电子元器件)双忆阻混沌电路。采用常规的非线性分析手段详细研究了电路参数变化时系统的基本动力学行为,例如平衡点稳定性分析,相轨图以及李雅普诺夫指数谱和分岔图等。通过调节系统控制参数,该系统可产生多涡卷、多翼以及暂态混沌等十分丰富的动力学现象。此外,还研究了系统依赖于忆阻器初始状态的多稳态,得到了一些有意义的结果。为验证电路的可行性及稳定性,通过对忆阻器的模拟等效电路的搭建,并将该等效电路应用于所提出的混沌电路中,硬件电路实验结果以及Multisim电路仿真结果与理论分析一致。     

非对称H桥五电平逆变器及其通用调制策略

非对称H桥五电平逆变器所用功率开关较少,具有较高的性价比。对该类拓扑的结构进行分析,提出一种通用的调制策略,对三种五电平非对称H桥均适用。最后通过电容箝位型五电平非对称H桥实验平台,验证了所提调制方法的正确性与有效性。     

新型忆阻器混沌电路及其在图像加密中的应用

忆阻器是一种拥有记忆功能的电阻,目前忆阻器的研究热点及难点在于新模型的建立以及相关方面的应用。该文提出一种基于双曲正弦函数的新型磁控忆阻器模型,通过分析电压和电流的相轨迹关系,发现其具有典型的忆阻器电压-电流特性曲线。利用新建的忆阻器模型构造新型忆阻混沌系统,通过数值仿真绘出新系统的相轨迹图、分岔图、Lyapunov 指数谱等,分析了不同参数时系统的混沌演化过程。另外,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,证实了提出的忆阻混沌系统电路在物理上是可以实现的。最后,利用新系统混沌序列对图像进行加密,重点分析了加密直方图、相邻像素相关性以及抗攻击能力与密钥敏感性,结果表明新系统对图像密钥及明文都非常敏感,密钥空间较大,新提出的忆阻混沌系统应用于图像加密具有较高的安全性能。     

一个灵活的非对称签名与加密服务的实现

XML Web服务作为面向服务开发的核心．在实际应用中如果只采用简单用户身份验证的SOAP（Simple Object Aecess Protocol）消息传递还存在许多安全漏洞，并不能防止SOAP消息在传递过程中的XMl数据截取、篡改等严重的安全性威胁。文章在非对称签名与加密的原理及XML Web服务技术的基础上．提出了建立一个用户自定义的灵活的非对称签名与加密服务的方法。说明了此方法的特点，并给出了．NET平台上的部分实现代码。     

含无损传输线的约瑟夫森结电磁系统中的分岔与混沌

 建立了含无损传输线的约瑟夫森结电磁系统左端点处电压正向行波分量的一维Poincaré映射模型,运用非线性动力学理论分析了映射定点的稳定性。通过数值计算得到了映射随电压反射系数变化的分岔图,详细分析了系统随参数变化的动态演化过程。结果表明在一定参数条件下,该电磁系统中存在着分岔、混沌、周期吸引子共存、混沌吸引子共存以及周期与混沌吸引子共存等复杂的非线性动力学行为。