基于忆阻器的时滞混沌系统及伪随机序列发生器

吴洁宁; 王丽丹; 段书凯

doi:10.7498/aps.66.030502

摘要

忆阻器作为可调控的非线性元件，很容易实现混沌信号的产生.基于忆阻器的混沌系统是当下研究的热点，但是基于忆阻器的时滞混沌系统目前却鲜有人涉足.因此，本文提出了一个新型忆阻时滞混沌系统.时延的存在增加了系统的复杂性，使系统能够产生更丰富、更复杂的动力学行为.我们对提出的忆阻时滞混沌系统进行了稳定性分析，确定了显示系统稳定平衡点的相应参数区域.讨论了在不同参数情况下的系统状态，系统呈现出形态各异的混沌吸引子相图，表现出丰富的混沌特性和非线性特性.最后，将系统用于产生伪随机序列，并经过实验验证，我们提出的系统具有良好的自相关性和互相关性，同时能获得相对显著的近似熵.该时滞混沌系统具有复杂的动力学行为和良好的随机性，能满足扩频通信和图像加密等众多领域的应用需要.

关键词:

作者及机构信息

1.
西南大学电子信息工程学院, 重庆 400715;

2.
非线性电路与智能信息处理重庆市重点实验室, 重庆 400715

通信作者: 王丽丹, ldwang@swu.edu.cn

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：61372139，61672436，61571372）、新世纪优秀人才支持计划（批准号：教技函[2013]47号）和中央高校基本科研业务费专项资金（批准号：XDJK2016A001，XDJK2014A009）资助的课题.

参考文献

[1]	Chua L O 1971 IEEE Trans. Circ. Theor. 18 507
[2]	Strukov D B, Snider G S, Stewart D R, Williams R S 2008 Nature 453 80
[3]	Corinto F, Ascoli A, Gilli M 2011 IEEE Trans. Circuits Syst. I, Reg. Papers. 58 1323
[4]	Jo S H, Chang T, Ebong I, Bhadviya B B, Mazumder P, Lu W 2010 Nano Lett. 10 1297
[5]	Yang J J, Pickett M D, Li X, Ohlberg D A, Stewart D R, Williams R S 2008 Nat. Nanotech. 3 429
[6]	Wang L D, Li H F, Duan S K, Huang T W, Wang H M 2016 Neurocomputing 171 23
[7]	Sah M P, Yang C, Kim H, Chua L 2012 Sensors 12 3587
[8]	Hu X F, Chen G R, Duan S K, Feng G 2014 In Memristor Networks (Springer International Publishing) pp351-364
[9]	Itoh M, Chua L O 2008 Int. J. Bifurcat. Chaos 18 3183
[10]	Muthuswamy B, Kokate P P 2009 IETE Tech. Rev. 26 417
[11]	Bao B C, Liu Z, Xu J P 2010 Electron. Lett. 46 228
[12]	Min G Q, Wang L D, Duan S K 2015 Acta Phys. Sin. 64 210507 (in Chinese)[闵国旗, 王丽丹, 段书凯2015物理学报64 210507]
[13]	Stork M, Hrusak J, Mayer D 2009 International Conference on Electrical and Electronics Engineering, 2009 ELECO Bursa, Turkey, November 5-8, 2009 pp58-60
[14]	Wang L D, Drakakis E, Duan S K, He P F, Liao X F 2012 Int. J. Bifurcat. Chaos 22 1250205
[15]	Li H F, Wang L D, Duan S K 2014 Int. J. Bifurcat. Chaos 24 1450099
[16]	Cafagna D, Grassi G 2012 Nonlinear Dyn. 70 1185
[17]	Yang Y F, Leng J L, Li Q D 2014 Acta Phys. Sin. 63 080502 (in Chinese)[杨芳艳, 冷家丽, 李清都2014物理学报63 080502]
[18]	Mackey M C, Glass L 1977 Science 197 287
[19]	Lakshmanan M, Senthilkumar D V 2011 Dynamics of Nonlinear Time-Delay Systems (Springer Science & Business Media Press) pp27-36
[20]	Ikeda K, Daido H, Akimoto O 1980 Phys. Rev. Lett. 45 709
[21]	Boutle I, Taylor R H S, Römer R A 2007 Am. J. Phys. 75 15
[22]	Wu F X 2009 Adv. Complex Syst. 12 3
[23]	Liao X X, Chen G R 2003 Int. J. Bifurcat. Chaos 13 207
[24]	Lu J Q, Cao J D, Ho D W C 2008 IEEE Trans. Circuits Syst. I, Reg. Papers 55 1347
[25]	Zhang X M, Chen J F, Peng J H 2011 Int. J. Bifurcat. Chaos 21 2547
[26]	Guan G R, Wu C M, Jia Q 2015 Acta Phys. Sin. 64 020501 (in Chinese)[官国荣, 吴成茂, 贾倩2015物理学报64 020501]

施引文献

[1]	Chua L O 1971 IEEE Trans. Circ. Theor. 18 507
[2]	Strukov D B, Snider G S, Stewart D R, Williams R S 2008 Nature 453 80
[3]	Corinto F, Ascoli A, Gilli M 2011 IEEE Trans. Circuits Syst. I, Reg. Papers. 58 1323
[4]	Jo S H, Chang T, Ebong I, Bhadviya B B, Mazumder P, Lu W 2010 Nano Lett. 10 1297
[5]	Yang J J, Pickett M D, Li X, Ohlberg D A, Stewart D R, Williams R S 2008 Nat. Nanotech. 3 429
[6]	Wang L D, Li H F, Duan S K, Huang T W, Wang H M 2016 Neurocomputing 171 23
[7]	Sah M P, Yang C, Kim H, Chua L 2012 Sensors 12 3587
[8]	Hu X F, Chen G R, Duan S K, Feng G 2014 In Memristor Networks (Springer International Publishing) pp351-364
[9]	Itoh M, Chua L O 2008 Int. J. Bifurcat. Chaos 18 3183
[10]	Muthuswamy B, Kokate P P 2009 IETE Tech. Rev. 26 417
[11]	Bao B C, Liu Z, Xu J P 2010 Electron. Lett. 46 228
[12]	Min G Q, Wang L D, Duan S K 2015 Acta Phys. Sin. 64 210507 (in Chinese)[闵国旗, 王丽丹, 段书凯2015物理学报64 210507]
[13]	Stork M, Hrusak J, Mayer D 2009 International Conference on Electrical and Electronics Engineering, 2009 ELECO Bursa, Turkey, November 5-8, 2009 pp58-60
[14]	Wang L D, Drakakis E, Duan S K, He P F, Liao X F 2012 Int. J. Bifurcat. Chaos 22 1250205
[15]	Li H F, Wang L D, Duan S K 2014 Int. J. Bifurcat. Chaos 24 1450099
[16]	Cafagna D, Grassi G 2012 Nonlinear Dyn. 70 1185
[17]	Yang Y F, Leng J L, Li Q D 2014 Acta Phys. Sin. 63 080502 (in Chinese)[杨芳艳, 冷家丽, 李清都2014物理学报63 080502]
[18]	Mackey M C, Glass L 1977 Science 197 287
[19]	Lakshmanan M, Senthilkumar D V 2011 Dynamics of Nonlinear Time-Delay Systems (Springer Science & Business Media Press) pp27-36
[20]	Ikeda K, Daido H, Akimoto O 1980 Phys. Rev. Lett. 45 709
[21]	Boutle I, Taylor R H S, Römer R A 2007 Am. J. Phys. 75 15
[22]	Wu F X 2009 Adv. Complex Syst. 12 3
[23]	Liao X X, Chen G R 2003 Int. J. Bifurcat. Chaos 13 207
[24]	Lu J Q, Cao J D, Ho D W C 2008 IEEE Trans. Circuits Syst. I, Reg. Papers 55 1347
[25]	Zhang X M, Chen J F, Peng J H 2011 Int. J. Bifurcat. Chaos 21 2547
[26]	Guan G R, Wu C M, Jia Q 2015 Acta Phys. Sin. 64 020501 (in Chinese)[官国荣, 吴成茂, 贾倩2015物理学报64 020501]

[1]	包伯成, 胡文, 许建平, 刘中, 邹凌. 忆阻混沌电路的分析与实现. 物理学报, 2011, 60(12): 120502. doi: 10.7498/aps.60.120502
[2]	邵楠, 张盛兵, 邵舒渊. 具有经验学习特性的忆阻器模型分析. 物理学报, 2019, 68(19): 198502. doi: 10.7498/aps.68.20190808
[3]	孟凡一, 段书凯, 王丽丹, 胡小方, 董哲康. 一种改进的WOx忆阻器模型及其突触特性分析. 物理学报, 2015, 64(14): 148501. doi: 10.7498/aps.64.148501
[4]	王涛, 高自友, 赵小梅. 多速度差模型及稳定性分析. 物理学报, 2006, 55(2): 634-640. doi: 10.7498/aps.55.634
[5]	王日兴, 李雪, 李连, 肖运昌, 许思维. 三端磁隧道结的稳定性分析. 物理学报, 2019, 68(20): 207201. doi: 10.7498/aps.68.20190927
[6]	张立东, 贾磊, 朱文兴. 弯道交通流跟驰建模与稳定性分析. 物理学报, 2012, 61(7): 074501. doi: 10.7498/aps.61.074501
[7]	王日兴, 贺鹏斌, 肖运昌, 李建英. 铁磁/重金属双层薄膜结构中磁性状态的稳定性分析. 物理学报, 2015, 64(13): 137201. doi: 10.7498/aps.64.137201
[8]	冯伟, 高洪芬, 李开泰, 魏高峰. 非协调数值流形方法的稳定性和收敛性分析. 物理学报, 2008, 57(2): 639-647. doi: 10.7498/aps.57.639
[9]	袁泽世, 李洪涛, 朱晓华. 基于忆阻器的数模混合随机数发生器. 物理学报, 2015, 64(24): 240503. doi: 10.7498/aps.64.240503
[10]	许碧荣. 一种最简的并行忆阻器混沌系统. 物理学报, 2013, 62(19): 190506. doi: 10.7498/aps.62.190506
[11]	李志军, 曾以成, 李志斌. 改进型细胞神经网络实现的忆阻器混沌电路. 物理学报, 2014, 63(1): 010502. doi: 10.7498/aps.63.010502
[12]	阮静雅, 孙克辉, 牟俊. 基于忆阻器反馈的Lorenz超混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2016, 65(19): 190502. doi: 10.7498/aps.65.190502
[13]	王伟, 曾以成, 孙睿婷. 含三个忆阻器的六阶混沌电路研究. 物理学报, 2017, 66(4): 040502. doi: 10.7498/aps.66.040502
[14]	闫登卫, 王丽丹, 段书凯. 基于忆阻器的多涡卷混沌系统及其脉冲同步控制. 物理学报, 2018, 67(11): 110502. doi: 10.7498/aps.67.20180025
[15]	杨芳艳, 冷家丽, 李清都. 基于Chua电路的四维超混沌忆阻电路. 物理学报, 2014, 63(8): 080502. doi: 10.7498/aps.63.080502
[16]	洪庆辉, 李志军, 曾金芳, 曾以成. 基于电流反馈运算放大器的忆阻混沌电路设计与仿真. 物理学报, 2014, 63(18): 180502. doi: 10.7498/aps.63.180502
[17]	肖利全, 段书凯, 王丽丹. 基于Julia分形的多涡卷忆阻混沌系统. 物理学报, 2018, 67(9): 090502. doi: 10.7498/aps.67.20172761
[18]	许雅明, 王丽丹, 段书凯. 磁控二氧化钛忆阻混沌系统及现场可编程逻辑门阵列硬件实现. 物理学报, 2016, 65(12): 120503. doi: 10.7498/aps.65.120503
[19]	孙宁, 张化光, 王智良. 基于分数阶滑模面控制的分数阶超混沌系统的投影同步. 物理学报, 2011, 60(5): 050511. doi: 10.7498/aps.60.050511
[20]	孔江涛, 黄健, 龚建兴, 李尔玉. 基于复杂网络动力学模型的无向加权网络节点重要性评估. 物理学报, 2018, 67(9): 098901. doi: 10.7498/aps.67.20172295

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摘要

作者及机构信息

1.
西南大学电子信息工程学院, 重庆 400715;

2.
非线性电路与智能信息处理重庆市重点实验室, 重庆 400715

通信作者: 王丽丹, ldwang@swu.edu.cn

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基于忆阻器的时滞混沌系统及伪随机序列发生器

通信作者: 王丽丹, ldwang@swu.edu.cn

English Abstract

A memristor-based time-delay chaotic systems and pseudo-random sequence generator

1.
School of Electronic and Information Engineering, Southweat University, Chongqing 400715, China;

2.
Chongqing Key Laboratory of Nonlinear Circuits and Intelligent Information Processing, Chongqing 400715, China

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1. 西南大学电子信息工程学院, 重庆 400715; 2. 非线性电路与智能信息处理重庆市重点实验室, 重庆 400715

通信作者: 王丽丹, ldwang@swu.edu.cn

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基于忆阻器的时滞混沌系统及伪随机序列发生器

通信作者: 王丽丹, ldwang@swu.edu.cn

English Abstract

A memristor-based time-delay chaotic systems and pseudo-random sequence generator

1. School of Electronic and Information Engineering, Southweat University, Chongqing 400715, China; 2. Chongqing Key Laboratory of Nonlinear Circuits and Intelligent Information Processing, Chongqing 400715, China

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