【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字电路，涉及到忆阻器、忆容器、混沌理论及混沌电路设计与仿真实现。
技术介绍
1、1971年，chua教授预言了忆阻器的存在，并且惠普实验室于2008年完成了忆阻器的实现，之后对忆阻器有了更深的研究。chua教授指出记忆元件不能局限于忆阻器，而应该扩展到忆容器和忆感器，并在2009年正式定义了忆容器和忆感器这两种新的存储元件，指出它们具有忆阻器同样的性质。记忆元件具有非线性特征，可以在动态系统中产生混沌行为，混沌现象取决于正的李亚普诺夫指数的数量、分岔图等。近些年来，许多研究人员提出了一些新的双记忆元件电路模型，例如基于忆感器和忆容器的混沌电路、基于两个忆容器的混沌电路、基于忆阻和忆容的混沌电路等等。
2、簇发是指一个动力学系统中振幅相差较大的大振幅和小振幅之间的交替周期振荡。近年来，关于神经元及其它非线性系统中的簇发行为被众多学者广泛探究。如holmes型duffing混沌振荡器系统、外加激励的duffing系统等等。其中簇发共存、尖峰数可控簇发等新颖动力学行为具有重要研究价值。目前，多稳态和极端多稳态的产生和应用已经成为混沌电路系统的一个非常热门的话题。混沌系统的多稳态依赖于系统的初始状态。事实上，多稳态动力系统通常具有非常复杂的吸引盆结构，可以通过分形边界来定义。吸引盆又称为吸引域，是近年来一种分析混沌多稳定性的有力方法。具有多个吸引子的混沌系统能够在随机数生成器、控制系统、图像加密、神经网络和其他基于混沌的工程应用中提供更大的复杂性，且对称吸引子是属于多稳定现象的一个重要主题。
3、
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出一种具有多种非线性共存现象的忆阻-忆容混合超混沌电路的实现方法，首先利用一个荷控忆容器、一个磁控忆阻器、一个电容、一个电感构建一个五维忆阻-忆容混合混沌电路，验证该电路为超混沌系统；然后分析该电路模型的非线性动力学行为，通过数值仿真发现了其参数m、n∈(0,1000)的大尺度混沌特性，而且随着参数b∈(0,110)的变化发现了暂态过渡行为，即系统从混沌状态过渡到周期状态；通过吸引盆地、共存吸引子、复杂度等方法发现该电路模型存在丰富的复杂动力学行为，如簇发振荡行为、对称共存吸引子等；最后，利用dsp builder和fpga技术实现了忆阻-忆容混合超混沌电路模型，实验结果与数值仿真结果一致，该电路在安全通信、数字电路等领域有潜在的应用价值。
2、本专利技术所述的一种多共存现象的忆阻-忆容混合超混沌电路的实现方法，包括以下步骤：
3、(s01)：构建新型磁控忆阻器模型，分析磁控忆阻器的特征曲线；
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5、其中，称为磁控忆阻器的忆导值、为磁通量、i(t)、v(t)为电路变量的电流和电压、v为磁控忆阻器两边的电压值、d、e、g、m为实际参数，其取值范围以保证系统电路特性为混沌。
6、(s02)：构建新型荷控忆容器模型，分析荷控忆容器的特征曲线；
7、
8、其中，q(t)和u(t)分别为t时刻忆容器对应的电荷和电压、是电荷q(t)通过忆容器的时间连续积分、是忆容器电容的倒数、b、f、n为参数，参数b、f、n的取值范围以保证系统电路特性为混沌；
9、(s03)：构建由(s01)、(s02)所述的新型磁控忆阻器(m)、新型荷控忆容器(cm)与电容(c)、电感(l)共4个元件组成的忆阻-忆容混合型混沌电路，并分析其非线性动力学行为。
10、根据基尔霍夫定律：
11、
12、其中，l为电感、il为电感l的电流、c为电容、v为电容c的电压、vcm为新型荷控忆容器的电压u(t)、im为新型磁控忆阻器的电流i(t)、q为荷控忆容器电荷，结合公式(1)、(2)、(3)式可得：
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14、(s03.1)：由(4)式的忆阻-忆容混合超混沌电路推导出忆阻-忆容混合超混沌系统模型：
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16、其中，x＝il，y＝v，z＝q，u＝σ，a＝1/l，c＝1/c，a、b、c、d、e、f、g、m、n为参数，其取值范围以保证系统电路混沌特性；
17、(s03.2)：验证(5)式中忆阻-忆容混合超混沌系统模型的超混沌特性、内部参数的超大取值范围以及参数变化引起的暂态过渡行为；
18、(s03.3)：选取(5)式中忆阻-忆容混合超混沌系统模型不同的初始条件(x0,y0,z0,u0 v0)，分析吸引盆地、共存吸引子、簇发振荡行为以及复杂度分布；
19、(s04)：利用dsp builder技术设计(s03)中的数字忆阻-忆容混合混沌电路，然后采用fpga技术对该系统模型进行硬件实现，验证所设计系统模型的正确性与可靠性。
20、本专利技术的特点在于：设计了一种包含1个磁控忆阻器和1个荷控忆容器的混合双记忆元件非线性电路；该电路系统的分岔图与李雅普诺夫(lyapunov)指数有着很好的对应，始终保持着超大参数范围的超混沌特性；而且系统具有混沌退化行为(混沌转变为周期)，尖峰簇发，混沌转变为尖峰簇发等多种复杂的动力学行为；电路系统的吸引盆截面和谱熵法(se)复杂度分布图具有同样的奇异形状，并且共存吸引子关于初始值v(0)＝0对称；在dsp builder中搭建了数字忆阻-忆容混合型混沌电路，进行了仿真，并据此设计了系统fpga的硬件实现，表明了该系统的可行性和正确性。
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1.一种多共存现象的忆阻-忆容混合超混沌电路的实现方法，其特征是包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种多共存现象的忆阻-忆容混合超混沌...
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