[发明专利]一种基于分数阶忆阻器的混沌电路

说明书

本发明公开了一种基于分数阶忆阻器的混沌电路，包括依次连接且形成闭合回路的分数阶电容分数阶电容电阻R，所述分数阶电容的两端并联有分数阶电感L^λ，所述分数阶电容的两端并联有负阻G，所述负阻G的两端还并联有分数阶忆阻器M^λ；通过运用该电路可以更加准确的模拟真实的广义忆阻器，对分析分数阶混沌系统，特别是分数阶忆阻混沌系统有重要作用；该混沌系统可以进行数值仿真和电路仿真，根据调节参数可产生双涡卷吸引子和单涡卷吸引子，使其成为一种简单的蔡氏混沌电路，本发明的分数阶忆阻混沌电路的动力学行为具有整数阶不具有的新的现象，具有丰富的研究价值。

技术领域

本发明属于混沌系统信号发生器设计技术领域，具体涉及一种基 于分数阶忆阻器的混沌电路。

背景技术

忆阻器是一种表示磁通与电荷关系的电路器件，具有电阻的量 纲，但和电阻不同的是，忆阻的阻值是由流经它的电荷确定，有记忆 电荷的作用。2008年，惠普公司的研究人员首次做出纳米忆阻器件， 掀起忆阻研究热潮。纳米忆阻器件的出现，有望实现非易失性随机存 储器。并且，基于忆阻的随机存储器的集成度，功耗，读写速度都要 比传统的随机存储器优越。此外，忆阻是硬件实现人工神经网络突触 的最好方式。由于忆阻的非线性性质，可以产生混沌电路，从而在保 密通信中也有很多应用。

2012年Corinto等学者首次提出了基于二极管桥和RLC电路的 二阶广义忆阻器，而在2014年，包伯成教授团队证明了二极管桥式 电路串联一阶RL电路同样满足忆阻的三个本质特征，故可称为广义 忆阻器,可以构成混沌电路。

分数阶微积分，作为整数阶微积分的扩展，能够更好的反映和描 述实际的物体。通过将模型推广到分数阶，可以得到新的分数阶模型， 获得更丰富的动力学行为和混沌行为。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于分数阶忆阻器的混沌电路，提供了 一种可以进行数值仿真和电路仿真的的分数阶忆阻器混沌电路。

本发明所采用的技术方案是，一种基于分数阶忆阻器的混沌电 路，包括依次连接且形成闭合回路的分数阶电容分数阶电容电阻R，分数阶电容的两端并联有分数阶电感L^λ，分数阶电容的 两端并联有负阻G，负阻G的两端还并联有分数阶忆阻器M^λ。

本发明的特点还在于：

分数阶忆阻器M^λ包括二极管桥式电路，二极管桥式电路两端还 并联有RL滤波器。

二极管桥式电路包括正负端串联的二极管VD₁、二极管VD₂，和 正负端串联的二极管VD₃、二极管VD₄，所述二极管VD₁的负端与二极 管VD₃的负端连接，二极管VD₂的正端与二极管VD₄的正端连接。

RL滤波器包括串联在一起的电阻R_m和分数阶电感电阻R_m与 所述二极管VD₄的正端连接，分数阶电感与所述二极管VD₃的负端 连接。

分数阶电感和分数阶电感L^λ均包括一个电阻R_in，电阻R_in并联 多个RL等效电路，每个RL等效电路均包括串联在一起的电阻R_n和电 感L_n。

负阻G包括加法器，加法器正端和输出端之间由电阻R_a1连接，加 法器负端和输出端之间由电阻R_a2连接，加法器的负端连接一电阻R_b。