搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

离子迁移忆阻混沌电路及其在语音保密通信中的应用

闵国旗 王丽丹 段书凯

离子迁移忆阻混沌电路及其在语音保密通信中的应用

闵国旗, 王丽丹, 段书凯
PDF
导出引用
导出核心图
  • 忆阻器是一种具有记忆功能和纳米级尺寸的非线性元件, 作为混沌系统的非线性部分, 能够使系统的物理尺寸大大减小, 同时可以得到各种丰富的非线性曲线, 提高混沌系统的复杂度和信号的随机性. 因此, 本文采用离子迁移忆阻器的磁控模型设计了一个新的混沌系统. 通过理论推导、数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图和Poincaré截面图研究了系统的基本动力学特性, 并分析了改变不同参数时系统动力学行为的变化. 同时, 建立了模拟该系统的SPICE电路, SPICE仿真结果与数值分析相符, 从而验证该混沌系统的混沌产生能力. 最后, 利用线性反馈同步控制方法实现了新构造的离子迁移忆阻混沌系统的同步, 并且采用该同步方法有效实现了语音信号的保密通信. 数值仿真证实了新混沌系统的存在性以及同步控制应用的可行性.
      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, 61571372, 61101233, 60972155)、新世纪优秀人才支持计划(批准号: 教技函[2013]47号)、教育部“春晖计划” 科研项目(批准号: z2011148)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: XDJK2016A001,XDJK2014A009)、留学人员科技活动项目择优资助经费(批准号: 国家级, 优秀类, 渝人社办〔2012〕186 号)、重庆市高等学校优秀人才支持计划(批准号: 渝教人〔2011〕65 号)、重庆市高等学校青年骨干教师资助计划(批准号: 渝教人〔2011〕65 号) 资助的课题.
    [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]

    Kavehei O, Iqbal A, Kim Y S, Eshraghian K, Al-Sarawi S F, Abbott D 2010 Proc. R. Soc. A 466 2175

    [4]

    Biolek Z, Biolek D, Biolková V 2009 Radio. Eng. 18 210

    [5]

    Pershin Y V, Di Ventra M 2008 Phys Rev B 78 3309

    [6]

    Jo S H, Kim K H, Lu W 2009 Nano let. 9 870

    [7]

    Hu X F, Chen G R, Duan S K, Feng G 2014 In Memristor Networks (Springer International Publishing) (pp351-364)

    [8]

    Muthuswamy B, Kokate P P 2009 IETE Tech Rev. 26 417

    [9]

    Wang L D, Drakakis E, Duan S K, He P F, Liao X F 2012 Int J Bifurcat Chaos 22 1250205

    [10]

    Zhong G Q, Man K F, Chen G R 2002 Int J Bifurcat Chaos 12 2907

    [11]

    Bao B C, Shi G D, Xu J P, Liu Z, Pan S H 2011 Sci China Technol Sc. 54 2180

    [12]

    Bao B C, Xu J P, Zhou G H, Ma Z H, Zou L 2011 Chin. Phys. B 20 120502

    [13]

    Bao B C, Feng F, Dong W, Pan S H 2013 Chin. Phys. B 22 068401

    [14]

    Corinto F, Ascoli A, Gilli M 2012IEEE World Congress on Computational Intelligence, WCCI, Brisbane, Australia, June 2012 p10-15

    [15]

    Pecora L M, Carroll T L 1990 Phys rev let. 64 821

    [16]

    Wang F Q, Liu C X 2006 Phys Lett A 360 274

    [17]

    Park J H 2005 Chaos, Soliton & Fract. 25 579

    [18]

    Chen Z S, Sun K H, Zhang T S 2005 Acta Phys. Sin. 54 2580 (in Chinese) [陈志盛, 孙克辉, 张泰山 2005 物理学报 54 2580]

    [19]

    Hegazi A S, Agiza H N, El-Dessoky M M 2002 Int J Bifurcat Chaos 12 1579

    [20]

    Park J H 2006 Chaos, Soliton & Fract. 27 1369

    [21]

    Li Z G, Xu D L 2004 Chaos, Soliton & Fract. 22 477

    [22]

    Lu J G 2005 Chaos, Soliton & Fract. 25 221

    [23]

    Kocarev L, Halle K S, Eckert K, Chua L O 1992 Int J Bifurcat Chaos 2 709

    [24]

    Cuomo K M, Oppenheim A V, Strogatz S H 1993 IEEE T CIRCUITS-II 40 626

    [25]

    Pehlivan I, Uyaroglu Y, Yogun M 2010 Sci Res Essays. 5 2210

    [26]

    Vontobel P O, Robinett W, Kuekes P J, Stewart D R, Williams R S, Straznicky J 2009 Nanotechnology 20 21

    [27]

    Jo S H, Chang T, Ebong I, Bhadviya B B, Mazumder P, Lu W 2010 Nano Lett. 10 1297

    [28]

    Wang Z J, Chen Z Q, Yuan Z Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 3956 (in Chinese) [王杰智, 陈增强, 袁著祉 2006 物理学报 55 3956]

    [29]

    Tang L R, Li J, Fan B, Zhai M Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 785 (in Chinese) [唐良瑞, 李静, 樊冰, 翟明岳 2009 物理学报 58 785]

    [30]

    Liu W B, Chen G R 2003 Int J Bifurcat Chaos 13 261

  • [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]

    Kavehei O, Iqbal A, Kim Y S, Eshraghian K, Al-Sarawi S F, Abbott D 2010 Proc. R. Soc. A 466 2175

    [4]

    Biolek Z, Biolek D, Biolková V 2009 Radio. Eng. 18 210

    [5]

    Pershin Y V, Di Ventra M 2008 Phys Rev B 78 3309

    [6]

    Jo S H, Kim K H, Lu W 2009 Nano let. 9 870

    [7]

    Hu X F, Chen G R, Duan S K, Feng G 2014 In Memristor Networks (Springer International Publishing) (pp351-364)

    [8]

    Muthuswamy B, Kokate P P 2009 IETE Tech Rev. 26 417

    [9]

    Wang L D, Drakakis E, Duan S K, He P F, Liao X F 2012 Int J Bifurcat Chaos 22 1250205

    [10]

    Zhong G Q, Man K F, Chen G R 2002 Int J Bifurcat Chaos 12 2907

    [11]

    Bao B C, Shi G D, Xu J P, Liu Z, Pan S H 2011 Sci China Technol Sc. 54 2180

    [12]

    Bao B C, Xu J P, Zhou G H, Ma Z H, Zou L 2011 Chin. Phys. B 20 120502

    [13]

    Bao B C, Feng F, Dong W, Pan S H 2013 Chin. Phys. B 22 068401

    [14]

    Corinto F, Ascoli A, Gilli M 2012IEEE World Congress on Computational Intelligence, WCCI, Brisbane, Australia, June 2012 p10-15

    [15]

    Pecora L M, Carroll T L 1990 Phys rev let. 64 821

    [16]

    Wang F Q, Liu C X 2006 Phys Lett A 360 274

    [17]

    Park J H 2005 Chaos, Soliton & Fract. 25 579

    [18]

    Chen Z S, Sun K H, Zhang T S 2005 Acta Phys. Sin. 54 2580 (in Chinese) [陈志盛, 孙克辉, 张泰山 2005 物理学报 54 2580]

    [19]

    Hegazi A S, Agiza H N, El-Dessoky M M 2002 Int J Bifurcat Chaos 12 1579

    [20]

    Park J H 2006 Chaos, Soliton & Fract. 27 1369

    [21]

    Li Z G, Xu D L 2004 Chaos, Soliton & Fract. 22 477

    [22]

    Lu J G 2005 Chaos, Soliton & Fract. 25 221

    [23]

    Kocarev L, Halle K S, Eckert K, Chua L O 1992 Int J Bifurcat Chaos 2 709

    [24]

    Cuomo K M, Oppenheim A V, Strogatz S H 1993 IEEE T CIRCUITS-II 40 626

    [25]

    Pehlivan I, Uyaroglu Y, Yogun M 2010 Sci Res Essays. 5 2210

    [26]

    Vontobel P O, Robinett W, Kuekes P J, Stewart D R, Williams R S, Straznicky J 2009 Nanotechnology 20 21

    [27]

    Jo S H, Chang T, Ebong I, Bhadviya B B, Mazumder P, Lu W 2010 Nano Lett. 10 1297

    [28]

    Wang Z J, Chen Z Q, Yuan Z Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 3956 (in Chinese) [王杰智, 陈增强, 袁著祉 2006 物理学报 55 3956]

    [29]

    Tang L R, Li J, Fan B, Zhai M Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 785 (in Chinese) [唐良瑞, 李静, 樊冰, 翟明岳 2009 物理学报 58 785]

    [30]

    Liu W B, Chen G R 2003 Int J Bifurcat Chaos 13 261

  • [1] 和兴锁, 闫业毫, 邓峰岩. 具有大范围运动和非线性变形的空间柔性梁在非惯性坐标系下的动力学分析. 物理学报, 2012, 61(2): 024501. doi: 10.7498/aps.61.024501
    [2] 王震, 孙卫. T混沌系统的动力学分析与同步及其电路仿真. 物理学报, 2013, 62(2): 020511. doi: 10.7498/aps.62.020511
    [3] 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
    [4] 田瑞兰, 王 炜, 张琪昌. 一类机电耦合非线性动力系统的混沌动力学特征. 物理学报, 2008, 57(5): 2799-2804. doi: 10.7498/aps.57.2799
    [5] 李秀春, 谷建华, 王云岚, 赵天海. 一类带有未知参数的受扰混沌系统的观测器同步. 物理学报, 2011, 60(3): 030505. doi: 10.7498/aps.60.030505
    [6] 周 平. 一类3维连续混沌系统观测器. 物理学报, 2003, 52(5): 1108-1111. doi: 10.7498/aps.52.1108
    [7] 陈向荣, 刘崇新, 李永勋. 基于非线性观测器的一类分数阶混沌系统完全状态投影同步. 物理学报, 2008, 57(3): 1453-1457. doi: 10.7498/aps.57.1453
    [8] 李小花, 章兢, 刘朝华, 张英杰, 吴建辉. 一类不确定离散混沌系统的自抗扰控制器与小脑神经网络并行优化控制. 物理学报, 2011, 60(3): 030701. doi: 10.7498/aps.60.030701
    [9] 向 菲, 丘水生. 基于混沌系统互扰的流密码设计. 物理学报, 2008, 57(10): 6132-6138. doi: 10.7498/aps.57.6132
    [10] 杨晓松. 一类混沌系统观测器. 物理学报, 2000, 49(10): 1919-1921. doi: 10.7498/aps.49.1919
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  473
  • PDF下载量:  5149
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-09
  • 修回日期:  2015-07-07
  • 刊出日期:  2015-11-05

离子迁移忆阻混沌电路及其在语音保密通信中的应用

  • 1. 西南大学电子信息工程学院, 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, 61571372, 61101233, 60972155)、新世纪优秀人才支持计划(批准号: 教技函[2013]47号)、教育部“春晖计划” 科研项目(批准号: z2011148)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: XDJK2016A001,XDJK2014A009)、留学人员科技活动项目择优资助经费(批准号: 国家级, 优秀类, 渝人社办〔2012〕186 号)、重庆市高等学校优秀人才支持计划(批准号: 渝教人〔2011〕65 号)、重庆市高等学校青年骨干教师资助计划(批准号: 渝教人〔2011〕65 号) 资助的课题.

摘要: 忆阻器是一种具有记忆功能和纳米级尺寸的非线性元件, 作为混沌系统的非线性部分, 能够使系统的物理尺寸大大减小, 同时可以得到各种丰富的非线性曲线, 提高混沌系统的复杂度和信号的随机性. 因此, 本文采用离子迁移忆阻器的磁控模型设计了一个新的混沌系统. 通过理论推导、数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图和Poincaré截面图研究了系统的基本动力学特性, 并分析了改变不同参数时系统动力学行为的变化. 同时, 建立了模拟该系统的SPICE电路, SPICE仿真结果与数值分析相符, 从而验证该混沌系统的混沌产生能力. 最后, 利用线性反馈同步控制方法实现了新构造的离子迁移忆阻混沌系统的同步, 并且采用该同步方法有效实现了语音信号的保密通信. 数值仿真证实了新混沌系统的存在性以及同步控制应用的可行性.

English Abstract

参考文献 (30)

目录

    /

    返回文章
    返回