基于忆阻器的切换混沌系统及其反馈控制电路技术方案

本发明专利技术属于忆阻器混沌系统与一般混沌系统的切换电路实现，并对该切换系统电路进行反馈控制。本发明专利技术以三维Rossler混沌系统为基础，通过引入忆阻器构造出四维忆阻器混沌系统，忆阻器的忆导函数项和系统之间通过单刀双掷开关连接，开关连接不同会产生不同的混沌系统，搭建了一个忆阻器混沌系统和普通混沌系统的切换电路，并对该切换混沌系统设计了反馈控制电路，切换系统中各子系统在同一反馈控制器作用下都能达到很好的控制效果，为忆阻器切换混沌系统的应用奠定基础，丰富了混沌切换系统的类型。

【技术实现步骤摘要】
基于忆阻器的切换混沌系统及其反馈控制电路
本专利技术涉及一种可以通过开关实现忆阻器混沌系统和普通混沌系统的切换，并通过同一反馈控制器实现两子系统的反馈控制，属于忆阻器混沌系统和普通混沌系统切换的电路设计及反馈控制电路设计的

技术介绍
忆阻器是一个非线性的无源二端口元件，具有独特的电气性能和记忆能力，在非线性电路中存在广泛的应用前景，现有的混沌切换系统均为普通整数阶或分数阶混沌系统的切换，未涉及忆阻器混沌系统和普通混沌系统的切换电路。本专利技术通过一个单刀双掷开关实现了忆阻器混沌系统和普通混沌系统的切换电路，针对该切换混沌系统设计了反馈控制电路，在同一反馈控制电路的作用下可以对忆阻器混沌电路系统和普通混沌电路系统进行很好的控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供忆阻器混沌系统与普通混沌系统的切换方法及电路实现，并对该切换系统进行反馈控制电路设计。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种基于忆阻器的混沌切换系统的构建方法，其特征在于，基于三维Rossler混沌系统，通过数据处理转换为四维忆阻器系统，然后得到忆阻器的混沌切换系统。优选地，所述三维Rossler混沌系统为：优选地，得到所述四维忆阻器系统的过程为：令(i)式中参数a＝b＝0.5,在(i)式的第二个方程上增加忆阻器的忆导函数项exW(w)并增加一维变量w：其中忆阻器忆导函数为W(w)＝f+3gw2，参数a＝b＝0.5,e＝0.01,f＝1,3g＝1,h＝0.1。r>优选地，所述四维忆阻器系统第二个方程中，在所述忆导函数项处添加开关J1，系统变为：优选地，所述(iii)式中J1表达为：当J1＝1时系统为含忆阻器的混沌系统，当J1＝0时系统为普通混沌系统。一种基于忆阻器的混沌切换系统反馈控制电路，其特征在于，反馈控制电路由四个通道电路组成；第一通道电路中的第一个电阻(R1)连接第一运算放大器(U1A)的反向输入端和第5运算放大器(U5A)的输出端，第二个电阻(R2)连接第一运算放大器(U1A)的反向输入端和第3运算放大器(U3A)的输出端，第三个电阻(R3)连接第一运算放大器(U1A)的输出端和第二运算放大器(U2A)的反向输入端，第四个电阻(R4)连接第二运算放大器的反向输入端和第二运算放大器的输出端，第一通道电路中第一运算放大器的输出端为x信号，第二运算放大器的输出端为-x信号；第二通道中第五个电阻(R5)连接第二运算放大器的输出端和单刀双掷开关J1双端的a端，J1双端的b端连接第四通道中电阻R12和R13的一端，J1的单端连接第三运算放大器的反向输入端，第六个电阻(R6)的一端与第三运算放大器输出端相连，另一端与第四运算放大器(U4A)的反向输入端相连，第七个电阻(R7)一端与第四运算放大器的反向输入端相连，另一端与第四运算放大器的输出端相连，第二通道中第三运算放大器的输出端为y信号，第四运算放大器的输出端为-y信号；第三通道中第一模拟乘法器(AD1)的两个输入端口都与第三运算放大器的输出端相连，第一模拟乘法器的输出端与第八个电阻(R8)相连，第八个电阻的另一端与第五运算放大器的反向输入端相连，第九个电阻(R9)一端与第四运算放大器的输出端相连，另一端与第五运算放大器的反向输入端相连，第十个电阻(R10)一端与第五运算放大器的反向输入端相连，另一端与第五运算放大器的输出端相连，第五运算放大器的输出端为z信号；第四个通道中第11个电阻(R11)一端与第二运算放大器的输出端相连，另一端与第六运算放大器(U6A)的反向输入端相连，第二个模拟乘法器(AD2)的两个输入端均与第六运算放大器的输出端相连，第三个模拟乘法器(AD3)的输入端Y与第二模拟乘法器的输出端相连，第三个模拟乘法器的输入端X与第二运算放大器的输出端相连，第十二个电阻(R12)一端与第三模拟乘法器的输出端相连，另一端与单刀双掷开关J1双端的b端相连，第十三个电阻(R13)一端与第二运算放大器的输出端相连，另一端与单刀双掷开关J1双端的b端相连，第六运算放大器的输出端为w信号，第十二个电阻和第十三个电阻的输出端为忆阻器的忆导函数项exW(w)信号。优选地，四个通道电路中所有运算放大器同相输入端接地，运算放大器电源负端口接-12V电压，运算放大器电源正端口接12V电压。优选地，第四通道中电阻R11＝100kΩ，R12＝10kΩ，R13＝9.1kΩ，模拟乘法器AD2和模拟乘法器AD3增益均为0.1。优选地，所述的第一通道中加入单一反馈控制器，第二个模拟单刀开关(J2)一端连接第一个运算放大器的输出端，另一端连接第十四个电阻(R14)的一端，第十四个电阻的另一端连接第一个运算放大器的反向输入端；第二通道中加入单一反馈控制器，第三个模拟单刀开关(J3)一端连接第三个运算放大器的输出端，另一端连接第十五个电阻(R15)的一端，第十五个电阻的另一端连接第三运算放大器的反向输入端；第四通道中加入单一反馈控制器，第四个模拟单刀开关(J4)一端连接第六个运算放大器的输出端，另一端连接第十六个电阻(R16)的一端，第十六个电阻的另一端连接第六个运算放大器的反向输入端，构成了基于忆阻器的切换混沌系统反馈控制电路。本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术构建了一个忆阻混沌系统与普通混沌系统的切换系统，丰富了混沌切换系统的类型，为忆阻器混沌系统的切换奠定了基础。对该切换系统设计了反馈控制电路，两个子系统在同一反馈控制器的作用下都有较好的控制效果，为含忆阻器的切换混沌系统的应用奠定了基础。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术基于忆阻器的切换混沌系统电路图；图2是本专利技术普通混沌系统仿真相图；图3是本专利技术忆阻器混沌系统仿真相图；图4是本专利技术基于忆阻器的切换混沌系统反馈控制电路图；图5是本专利技术基于忆阻器切换系统的反馈控制仿真图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明：1.基于忆阻器的混沌切换系统本专利技术所涉及的数学模型为三维Rossler混沌系统：令(i)式中参数a＝b＝0.5，在式(i)的第二个方程上增加忆阻器忆导函数项exW(w)并增加一维变量w，得到系统：其中忆阻器忆导为W(w)＝f+3gw2，参数a＝b＝0.5,e＝0.01,f＝1,3g＝1,h＝0.1。在忆阻器混沌系统的第二个方程的忆导函数项处添加开关J1，系统变为：(iii)式中J1表达式为：当J1＝1时系统为忆阻器混沌系统，当J1＝0时系统为普通混沌系统。2.实现基于忆阻器的混沌切换系统电路根据系统(ii本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于忆阻器的混沌切换系统的构建方法，其特征在于，基于三维Rossler混沌系统，通过数据处理转换为四维忆阻器系统，然后得到忆阻器的混沌切换系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于忆阻器的混沌切换系统的构建方法，其特征在于，基于三维Rossler混沌系统，通过数据处理转换为四维忆阻器系统，然后得到忆阻器的混沌切换系统。


2.根据权利要求1所述的基于忆阻器的混沌切换系统，其特征在于，所述三维Rossler混沌系统为：





3.根据权利要求2所述的基于忆阻器的混沌切换系统，其特征在于，得到所述四维忆阻器系统的过程为：令(i)式中参数a＝b＝0.5,在(i)式的第二个方程上增加忆阻器的忆导函数项exW(w)并增加一维变量w：



其中忆阻器忆导函数为W(w)＝f+3gw2，参数a＝b＝0.5,e＝0.01,f＝1,3g＝1,h＝0.1。


4.根据权利要求3所述的基于忆阻器的混沌切换系统，其特征在于，所述四维忆阻器系统第二个方程中，在所述忆导函数项处添加开关J1，系统变为：





5.根据权利要求4所述的基于忆阻器的混沌切换系统，其特征在于，所述(iii)式中J1表达为：



当J1＝1时系统为含忆阻器的混沌系统，当J1＝0时系统为普通混沌系统。


6.一种基于忆阻器的混沌切换系统反馈控制电路，其特征在于，反馈控制电路由四个通道电路组成；
第一通道电路中的第一个电阻(R1)连接第一运算放大器(U1A)的反向输入端和第5运算放大器(U5A)的输出端，第二个电阻(R2)连接第一运算放大器(U1A)的反向输入端和第3运算放大器(U3A)的输出端，第三个电阻(R3)连接第一运算放大器(U1A)的输出端和第二运算放大器(U2A)的反向输入端，第四个电阻(R4)连接第二运算放大器的反向输入端和第二运算放大器的输出端，第一通道电路中第一运算放大器的输出端为x信号，第二运算放大器的输出端为-x信号；
第二通道中第五个电阻(R5)连接第二运算放大器的输出端和单刀双掷开关J1双端的a端，J1双端的b端连接第四通道中电阻R12和R13的一端，J1的单端连接第三运算放大器的反向输入端，第六个电阻(R6)的一端与第三运算放大器输出端相连，另一端与第四运算放大器(U4A)的反向输入端相连，第七个电阻(R7)一端与第四运算放大器的反向输入端相连，另一端与第四运算放大器的输出端相连，第二通道中第三运算放大器的输出端为y信号，第四运算放大器的输出端为-y信号；
第三通道中第一模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：时帅帅，王力，李方义，张仕学，张继燕，
申请(专利权)人：贵州工程应用技术学院，
类型：发明
国别省市：贵州;52