本文關鍵詞：憶阻細胞神經(jīng)網(wǎng)絡設計及組合同步研究

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【摘要】：細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(Cellular Neural Network)模型可實現(xiàn)混沌系統(tǒng)復雜的動力學行為,作為繼電阻、電容、電感三大電路基本元件外的第四類電路元件憶阻器,其非線性和記憶特性可模擬大腦突觸神經(jīng)網(wǎng)絡的存儲記憶功能,納米級的非易失性憶阻器實現(xiàn)的CNN具有能耗更低、非常適合超大規(guī)模集成密度電路等優(yōu)勢。本文深入研究和探討了基于憶阻器的CNN系統(tǒng)的建模、數(shù)值仿真及電路實現(xiàn),并設計了一種基于憶阻CNN系統(tǒng)的組合同步控制方法,最后將憶阻CNN系統(tǒng)應用到保密通信中。全文主要研究工作包括:(1)研究了將憶阻器應用于傳統(tǒng)三維CNN系統(tǒng)的混沌行為及電路仿真構建一個傳統(tǒng)三維CNN,利用磁控憶阻器的非線性特性替換傳統(tǒng)細胞神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出模塊。采用Multisim通用電路元件構建磁控憶阻等效電路,在電路整體設計上簡化了輸出函數(shù)模塊數(shù)量,新型憶阻CNN電路不僅展現(xiàn)出了混沌吸引子現(xiàn)象,而且憶阻內(nèi)部的磁能量隨細胞狀態(tài)而變化,可完全達到等效輸出函數(shù)的憶導值。數(shù)值計算與電路仿真結果驗證了憶阻CNN的混沌特性及新設計方法的可行性。簡單靈活的設計方法具有一定的普適性,在信號處理、同步控制與圖像加密等方面具有現(xiàn)實的應用價值。(2)設計了一種基于三個驅(qū)動系統(tǒng)和兩個響應系統(tǒng)的組合同步控制方法。組合同步是基于驅(qū)動響應同步法,使用多個驅(qū)動系統(tǒng)和多個響應系統(tǒng)而設計的一種新型同步方案。首先提出了一種基于三個驅(qū)動系統(tǒng)和兩個響應系統(tǒng)的組合同步方法,針對五個相同的憶阻CNN混沌系統(tǒng)進行同步控制,根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論對其進行同步控制理論推導證明,并進行數(shù)值實驗驗證與同步性能分析,實驗結果表明了提出的組合同步方法對憶阻細胞神經(jīng)網(wǎng)絡的有效性和可擴展性。(3)研究和實現(xiàn)了憶阻CNN系統(tǒng)在保密通信中應用仿真。通過構造可實現(xiàn)狀態(tài)重構的全維狀態(tài)觀測器,從而實現(xiàn)兩個憶阻CNN系統(tǒng)的同步;構造憶阻CNN同步通信系統(tǒng)并應用于圖像置亂加密;將機密信號隱匿在憶阻CNN系統(tǒng)的混沌信號中,以達到安全傳輸?shù)哪康?不僅有混沌行為現(xiàn)象的憶阻CNN系統(tǒng)本身的密鑰空間能足以滿足安全通信的需求,加上各種不同同步控制方法,使其應用于保密通信更加具有安全性、良好攻擊抵御性。用憶阻器實現(xiàn)的CNN系統(tǒng)具有更加復雜的動力學行為,電路設計更加簡潔、能耗性更低,集成密度更高等優(yōu)勢。本文研究的憶阻CNN系統(tǒng)的電路及組合控制方法對CNN系統(tǒng)在保密通信的應用具有一定的實用價值。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP183

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 洪慶輝;曾以成;李志軍;;含磁控和荷控兩種憶阻器的混沌電路設計與仿真[J];物理學報;2013年23期

2 李志軍;曾以成;李志斌;;改進型細胞神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)的憶阻器混沌電路[J];物理學報;2014年01期

3 胡豐偉;包伯成;武花干;王春麗;;荷控憶阻器等效電路分析模型及其電路特性研究[J];物理學報;2013年21期

4 ;Dynamics analysis of chaotic circuit with two memristors[J];Science China(Technological Sciences);2011年08期

5 廖曉昕;細胞神經(jīng)網(wǎng)絡的數(shù)學理論(Ⅰ)[J];中國科學(A輯 數(shù)學 物理學 天文學 技術科學);1994年09期

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本文編號：1168257