本发明专利技术公开了一种采用标准正弦电压信号驱动的忆阻与电容并联电路构成的一种简单的二阶非自治忆阻混沌信号发生器，电路仅包括两个动态元件为电容C1与忆阻W。本发明专利技术的实质为采用标准正弦电压信号替换忆阻蔡氏电路中的无源LC振荡器构成一种简单的、新颖的混沌信号发生器，通过调节电路参数即可产生混沌吸引子、周期极限环等复杂的非线性现象。电路结构简单，稳定性强，具有显著的混沌特性，对于忆阻电路的应用发展起到较大的推进作用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种采用标准正弦电压信号驱动的忆阻与电容并联电路构成的一种简单的二阶非自治忆阻混沌信号发生器，电路仅包括两个动态元件为电容C1与忆阻W。本专利技术的实质为采用标准正弦电压信号替换忆阻蔡氏电路中的无源LC振荡器构成一种简单的、新颖的混沌信号发生器，通过调节电路参数即可产生混沌吸引子、周期极限环等复杂的非线性现象。电路结构简单，稳定性强，具有显著的混沌特性，对于忆阻电路的应用发展起到较大的推进作用。【专利说明】-种简单的二阶非自治忆阻混巧信号发生器
本专利技术设及一种采用标准正弦电压信号驱动的忆阻与电容并联电路构成的一种 新颖的二阶非自治忆阻混浊信号发生器。
技术介绍
忆阻是一种具有记忆特性的非线性元件，与其它=种基本线性元件构成的电路很 容易实现混浊振荡，因此基于忆阻的非线性电路是众多学者所关注的热点研究内容。在蔡 氏电路、文氏桥振荡器等电路中引入忆阻或替换原电路中的非线性元件即可构成忆阻电 路。忆阻电路有着与一般混浊系统所不同的动力学特性，存在瞬态混浊、依赖于忆阻状态初 值的多稳定性等复杂非线性现象。目前对忆阻电路的研究已取得了丰硕的成果，而对非自 治忆阻电路的研究相对较少。 基于忆阻的非线性电路近几年得到了众多学者的广泛关注，但由于忆阻器目前尚 未实现商用，已有研究成果中的忆阻电路主要是基于HP Ti化忆阻、二次和S次非线性磁控 忆阻等数学模型的等效实现电路，W及一些含LDR、二极管桥等呈现出忆阻元件特性的广义 忆阻模拟器实现的。忆阻电路具有线、面或空间平衡点，其平衡点的稳定性取决于忆阻状态 初值，导致电路的动力学行为除了随电路参数变化外，还极端依赖于忆阻状态初值，运是由 忆阻所具有独特的记忆特性决定的。如在忆阻电路中引入激励信号或替换振荡子系统即可 构建拓扑结构简单的非自治忆阻电路，可为理论和实验验证分岔和混浊提供重要依据。本 专利技术提出采用标准正弦电压信号替代经典忆阻蔡氏电路中的无源IX振荡器，构建了一种二 阶非自治忆阻混浊信号发生器。其结构简单，稳定性强，具有显著的混浊特性，对于忆阻混 浊电路的应用发展起到较大的推进作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种简单的二阶非自治忆阻混浊信号发 生器的方法，且可产生混浊信号，电路采用标准正弦电压信号驱动并联忆阻与电容，从而实 现一种新型忆阻混浊信号发生器，电路结构简单、且易于电路实现。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种采用标准正弦电压信号驱动的忆阻与电 容并联电路构成的新颖的二阶非自治忆阻混浊信号发生器，其结构如下： 包括忆阻W、电容Cl、电阻R、标准正弦电压信号Vs;其中电阻R与标准正弦电压信号 Vs构成一串联支路，该支路与忆阻W和电容Cl构成的并联振荡单元并联连接得到总电路。所 述忆阻W采用等效电路实现，包括:运放化构成的电压跟随器;运放化构成的积分电路，其中 电容Co并联电阻R2为了抑制零点漂移;运放化实现负阻-R3;该部分电路可等效实现非理想 压控忆阻。 本专利技术设计的一种采用标准正弦电压信号驱动的二阶非自治忆阻混浊信号发生 器含有两个状态变量，分别为电容Cl两端电压VI，电容Co两端电压V0。[000引本专利技术的有益效果如下： 本专利技术的一种采用标准正弦电压信号驱动的二阶非自治忆阻混浊信号发生器，通 过调节电路参数即可产生混浊吸引子、周期极限环等复杂的非线性现象，使其成为了一类 简单的、新型的混浊信号发生器。其稳定性强，具有显著的混浊特性。【附图说明】 为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对 本专利技术作进一步详细的说明，其中： 图1 (a)二阶非自治忆阻混浊信号发生器实现电路； 图1(b)非理想压控忆阻等效实现电路； 图2(a)当R=I .96k Q时，二阶非自治忆阻电路在Vi-V评面上的相轨图； 图2(b)当R = 2.化Q时，二阶非自治忆阻电路在V广V评面上的相轨图；[001引图2(c)当R = 2.5kQ时，二阶非自治忆阻电路在Vi-V评面上的相轨图； 图2(d)当R = 2.66kQ时，二阶非自治忆阻电路在Vi-V评面上的相轨图； 图3(a)当R=I .96kQ时，实验巧慢得至Ijvi-V评面上的相轨图；[001引图3(b)当R = 2.化Q时，实验测量得到V广VO平面上的相轨图； 图3(C)当R = 2.5k Q时，实验巧慢得到V广V评面上的相轨图； 图3(d)当R = 2.66kQ时，实验测量得到Vi-V评面上的相轨图； 图4当R变化时，状态变量Vi的分岔图； 图5当R变化时的Lyapuno V指数谱。【具体实施方式】 数学建模:图1(b)所示为非理想压控忆阻等效实现电路，其数学模型可描述为(1)[002引式中Ga = 1/R3，Gb = glg2/R3，gl与g2分别为模拟乘法器的系数。 根据图1(a)所示电路，利用基尔霍夫电压和电流定律及电路元件的本构关系可得 描述二阶非自治'17,阳由路的献杰力?超巧为：(2) 其中Vs = AsinU时t)为标准正弦电压信号。 数值仿真:利用MATLAB仿真软件平台，可W对由（2)式所描述的电路进行数值仿真 分析。采用龙格-库塔(0DE45)算法对系统方程求解，可得此电路状态变量的相轨图。选取典 型电路参数：R = 2.化Q，A = 2V，f =化Hz，Ci = 6.8nF,化= SkQ，R2 = 4kQ，R3 = 1.4kQ，R4 = Rs =化Q，0) = 4.7证，邑1 = 1，邑2 = 0.1。电路状态变量的状态初值为(0￥，0.01￥)时，改变电路 元件参数R的值，其在Vi-VO平面上对应的MATLAB数值仿真相轨图如图2所示，其中， 图2(a)是电路元件参数R= 1.9化Q时，二阶非自治忆阻电路相轨图在Vi-VO平面上 的投影； 图2(b)是电路元件参数R = 2.3kQ时，二阶非自治忆阻电路相轨图在Vi-VO平面上 的投影； 图2(c)是电路元件参数R = 2.化Q时，二阶非自治忆阻电路相轨图在V广V日平面上 的投影； 图2(d)是电路元件参数R = 2.6化Q时，二阶非自治忆阻电路相轨图在Vi-VO平面上 的投影； 通过数值仿真验证理论分析:根据上述电路的相轨图可得出，二阶非自治忆阻电 路可产生混浊现象，达到了专利技术一种新型混浊信号发生器的初衷。 为了进一步分析电路的动力学行为，选用上述典型电路参数，并选择电路参数R为 可变参数，即电阻R的参数值可调。根据(2)式，利用MTLAB可对电路的分岔图和Lyapunov指 数谱进行仿真，W此分析电路参数R变化时的动力学特性。当R在范围内变 化时，该二阶非自治忆阻电路的状态变量Vi的分岔图如图4所示。相应地，采用Wolf算法计 算的LyapunoV指数谱如图5所示。为清晰起见，在图5中，完整给出了 LEi、LE2两个Lyapunov指 数。 对比分析图4与图5可知二阶非自治忆阻电路中存在周期极限环、混浊等动力学行 为，二阶非自治忆阻电路的状态变量Vi的分岔图和Lyapunov指数谱对应一致。当电路参数R 增大时，从周期1经倍周期分岔路由进入混浊状态，然后经切分岔进入周期3状态，经过两次 往复后进入周期1状态。值得注意：第一个混浊带产生的混浊吸引子为多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用标准正弦电压信号驱动的忆阻与电容并联电路构成的一种简单的二阶非自治忆阻混沌信号发生器，其特征在于：包括电容C1、忆阻W、电阻R、正弦电压信号；其中忆阻W与电容C1并联子振荡单元。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐权，张琴玲，史国栋，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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