[发明专利]一种双模簇发振荡的分段线性忆阻系统

说明书

本发明公开了一种双模簇发振荡的分段线性忆阻系统，包括输入交流电压源V₀，直流电压源V₁、V₂、V₃、VCC、VEE，电容C₁、C₂、C₃、C₄，乘法器A₁、A₂、A₃，电阻R₀‑R₃₉，以及运算放大器U₁‑U₂₀。通过在一个4D非自治系统中引入分段线性忆阻器与外部周期慢变量，构成了快慢两时间尺度的分段线性忆阻系统，调节相应电路参数，系统表现出两种不同机理的簇发振荡现象。通过调节相应电路参数，系统一共有两种工作模式，处于第一种工作模式时，该电路展现出了系统轨迹因非光滑分界面存在而产生的跃迁行为；处于第二种工作模式时，该电路表现出了系统轨迹由非光滑Hopf分岔产生的周期振荡行为。本次设计的一种双模簇发振荡的分段线性忆阻系统，可以采用通用的电子器件实现，对微弱信号检测、电子测量等领域提供了新的思路，同时为分段线性忆阻器潜在的应用提供理论支撑，推动了基于忆阻器的非线性动力学的发展。

技术领域

本发明属于基于忆阻器的非线性系统与电路，具体涉及在一个4D非自治系统的基础上，通过引入分段线性忆阻器与外部周期激励项，构成了一种双模簇发振荡的分段线性忆阻系统，调节相应电路参数，可以得到两种工作模式。

背景技术

多时间尺度系统具有广泛的工程背景，而簇发振荡是多时间尺度系统中普遍存在的一种复杂动力学行为，表现在随时间演化为大幅振荡与小幅振荡交替出现。忆阻器作为第4个基本无源器件，建立了磁通与电荷之间的关系，由于忆阻器具有独特的“记忆”功能，在混沌电路、储存器、神经网络中受到了广泛的关注。近来年，基于忆阻器的动力学已发展成为一门新兴的交叉学科，涉及到数学、物理、医学、信息科学及认知科学等多个学科。作为忆阻器的特殊种类—分段线性忆阻器，可以表现出更丰富的动力学行为，具有更广泛的潜在应用价值。

一种双模簇发振荡的分段线性忆阻系统，可以采用通用电子器件模拟分段线性忆阻器，在不同电路参数下展现出了两种不同的簇发振荡模式，极大地丰富了分段线性忆阻器的动力学行为。本发明可以采用通用的电子器件实现，对微弱信号检测、电子测量等领域提供了新的思路，同时为分段线性忆阻器潜在的应用提供理论支撑，推动了基于忆阻器的非线性动力学的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是实现一种双模簇发振荡的分段线性忆阻系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种双模簇发振荡的分段线性忆阻系统。如图1(a)-(e)，包括输入交流电压源V₀，直流电压源V₁、V₂、V₃、VCC、VEE，电容C₁、C₂、C₃、C₄，乘法器A₁、A₂、A₃，电阻R₀-R₃₉，以及运算放大器U₁-U₂₀。

具体连接方式如下：