【摘 要】
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忆阻是含内部状态变量的特殊非线性元件,可用于实现新颖的忆阻振荡电路和忆阻神经形态电路。将忆阻引入现有的振荡电路或替换振荡电路的线性/非线性元件,可建立新的忆阻振荡电路。这类忆阻振荡电路可产生丰富的动力学行为,对这些动力学行为的揭示有利于促进忆阻振荡电路的工程应用。但忆阻尚不能以独立器件的形式面向市场,因而忆阻模拟器及其应用电路仍是当前研究的热点。Jerk电路具有简单的拓扑结构,是研究较为广泛的一类
【基金项目】
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国家自然科学基金项目:忆阻神经形态电路建模及其放电模态与调控机理研究(项目编号:12172066),非自治忆阻振荡电路的动力学分析及在神经形态电路中的延拓(项目编号:61801054); 忆阻电路的复杂动力学与多稳定状态控制策略研究(项目编号:51777016); 江苏省自然科学基金青年科学基金项目:周期激励忆阻电路的复杂动力学特
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忆阻是含内部状态变量的特殊非线性元件,可用于实现新颖的忆阻振荡电路和忆阻神经形态电路。将忆阻引入现有的振荡电路或替换振荡电路的线性/非线性元件,可建立新的忆阻振荡电路。这类忆阻振荡电路可产生丰富的动力学行为,对这些动力学行为的揭示有利于促进忆阻振荡电路的工程应用。但忆阻尚不能以独立器件的形式面向市场,因而忆阻模拟器及其应用电路仍是当前研究的热点。Jerk电路具有简单的拓扑结构,是研究较为广泛的一类非线性电路。为进一步揭示和解析忆阻Jerk电路的多稳定性和共存行为,本文采用忆阻替换经典Jerk电路中的非线性元件,并考虑了在自治和非自治条件对忆阻Jerk电路动力学的影响。提出了基于非对称忆阻二极管桥模拟器的忆阻Jerk电路和非自治忆阻Jerk电路,通过数值仿真分析和硬件实验测试等手段揭示了忆阻Jerk电路的多稳定性和共存分岔行为。首先,为模拟物理忆阻器的非对称伏安特性,提出了非对称忆阻二极管桥模拟器。然后,提出了基于非对称忆阻二极管桥模拟器的忆阻Jerk电路,建立了电路状态方程,进而通过无量纲处理得到了系统模型。采用分岔图、李雅普诺夫指数谱、相轨图和吸引盆等常见动力学分析手段和方法,揭示在不同参数与不同初值下忆阻Jerk电路的非对称共存分岔行为和多稳定性。最后,焊接了硬件实验电路并开展硬件实验,硬件实验结果验证了数值仿真的正确性。其次,通过引入具有二次忆导函数的忆阻与交流电压激励,提出了一类非自治忆阻Jerk电路。在交流电压激励的作用下,忆阻Jerk电路交流平衡点的位置和稳定性随时间演化而变化,导致了与参数有关的复杂动力学分布和分岔行为。进一步地,采用基于MATLAB数值仿真的吸引盆和相轨图分析方法,结果表明:这类忆阻Jerk电路可产生依赖于状态初值的多稳定性与共存吸引子。开展了硬件实验研究,模拟电路测试结果很好地印证了数值仿真结果。
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