含磁控和荷控两种忆阻器的混沌电路设计与仿真.pdfVIP

物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 62, No. 23 (2013) 230502 含磁控和荷控两种忆阻器的混沌电路设计与仿真* 1 1† 2 洪庆辉 曾以成 李志军 1) ( 湘潭大学光电工程系, 湘潭 411105 ) 2) ( 湘潭大学通信工程系, 湘潭 411105 ) ( 2013 年7 月31 日收到; 2013 年8 月25 日收到修改稿) 利用惠普实验室荷控和磁控两种忆阻器模型设计了一个五阶混沌电路. 数值仿真结果表明该电路在参数变化 情况下能产生Hopf 分岔和反倍周期分岔两种分岔行为, 并能产生双涡卷、单涡卷、周期态等不同相轨道. 为了验 证电路的混沌行为, 利用基本元器件设计了惠普实验室荷控和磁控忆阻器模拟器, 并将其应用到对所设计电路中进 行Pspice 仿真, 电路仿真结果验证了理论分析的正确性. 关键词: 混沌电路, HP 忆阻器, 模拟器, Pspice 仿真 PACS: 05.45.a DOI: 10.7498/aps.62.230502 多忆阻器混沌电路由于其含有更复杂的拓扑 结构, 更适合必威体育官网网址通信等工程应用. 包伯成等 13 1 引言 首次提出了含有两个忆阻器的混沌电路设计, 采用 1971 年, Chua1 根据电路变量的完备性, 从理 磁控忆阻器与电容的并联得到一个五阶混沌电路, 14 论上预测了描述电荷与磁通关系的元件- 忆阻器, Buscarino 等 利用两个并联的磁控忆阻器代替 并分析了忆阻器的磁控和荷控两种表达形式. 2008 蔡氏电路中的蔡氏二极管得到一个新的混沌电路, 2 分析表明其相对于含有一个忆阻器的混沌电路具 年美国HP 实验室Williams 等人 成功研制出第 一个忆阻器器件, 此后忆阻器便引起众多研究者的 有更复杂的的动力学行为. 兴趣和关注, 而基于忆阻器的混沌电路则成为其中 根据忆阻器理论可知忆阻器有荷控和磁控两 的研究热点之一314 . 目前基于忆阻器的混沌电 种表达形式, 通过分析可知目前忆阻器混沌电路设 路均是利用磁控忆阻器而展开的, 在文献[3—6] 中 计都是基于磁控忆阻器展开的, 电路形式上均是利 利用分段磁控忆阻器代替蔡氏电路中的蔡氏二极 用忆阻器与电容并联进行设计. 而在忆阻器模型上 管, 设计了一系列基于忆阻器的混沌电路, 由于其 大多采用分段线性和三次光滑模型两种. 基于此, 忆导值的是不连续的, 在物理上实现这类忆阻器是 文章利用HP 实验室磁控忆阻器和荷控忆阻器两种 不现实的. 在文献 [7—9] 中则利用三次非线性光 模型设计了一个五阶混沌电路, 结合磁控忆阻器与 滑曲线磁控忆阻器进行混沌电路设计, 这些忆阻器 电容的并联和荷控忆阻器与电感的串联两种形式. 混沌电路在一定的电路参数条件下均可以生产不 利用分岔图, Lyapunov 指数等非线性分析方法研究 同形状的混沌吸引子. 但由于忆阻器尚未商业化, 系统在参数变化情况下的动力学行为, 并得到不同 上述混沌电路均只进行了数值仿真研究. 为了验证