搜索

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

一种忆感器模型及其振荡器的动力学特性研究

袁方 王光义 靳培培

引用本文:
Citation:

一种忆感器模型及其振荡器的动力学特性研究

袁方, 王光义, 靳培培

Study on dynamical characteristics of a meminductor model and its meminductor-based oscillator

Yuan Fang, Wang Guang-Yi, Jin Pei-Pei
PDF
导出引用
  • 忆感器是在忆阻器基础上定义的一种新型记忆电路元件. 在实际忆感器尚未实现的情况下, 为探索忆感器及其在非线性电路中的特性, 提出了一种忆感器数学模型和电路模型. 基于该模型设计了一个非线性振荡电路, 采用理论分析、仿真分析和实验验证的方法研究了忆感器模型的特性及其在电路中的动力学规律. 分岔分析表明, 在适当的参数下忆感器会使电路产生周期和混沌振荡. 设计了实现忆感器模型及其振荡器的模拟电路, 实验验证了忆感器模型和振荡器的特性, 实验结果与理论分析完全一致.
    A meminductor is a new type of nonlinear inductor with memory, which is generalized from the concept of a memristor and defined by current-flux. This paper presents a flux-controlled meminductor model with a smooth quadratic function and designs its corresponding equivalent circuit, which can be used as an emulator to imitate the behavior of a meminductor when actual solid-state meminductor has not yet appeared. Furthermore, a new chaotic oscillator is designed based on this meminductor model, and the dynamical behaviors of the oscillator are investigated, such as chaotic attractors, equilibrium points, Lyapunov exponent spectrum, bifurcations and dynamical map of the system, etc. Bifurcation analysis shows that the meminductor can make the oscillator produce periodic and chaotic oscillations. Moreover, an analog circuit is designed to confirm the correction of the proposed oscillator using the proposed equivalent circuit model of meminductor. It is shown that the experimental results are in good agreement with that of the numerical simulations and the theoretical analysis.
      通信作者: 王光义, wanggyi@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61271064, 60971046, 61401134)、浙江省自然科学基金(批准号: LZ12F01001, LQ14F010008)和浙江省重点科技创新团队(批准号: 2010R50010)资助的课题.
      Corresponding author: Wang Guang-Yi, wanggyi@163.com
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61271064, 60971046, 61401134), the Natural Science Foundations of Zhejiang Province (Grant Nos. LZ12F01001, LQ14F010008), and the Program for Zhejiang Leading Team of S&T Innovation, China (Grant No 2010R50010).
    [1]

    Chua L O 1971 IEEE Trans. Circuit Theory 18 507

    [2]

    Strukov D B, Snider G S, Stewart D R, Williams R S 2008 Nature 453 80

    [3]

    Di Ventra M, Pershin Y V, Chua L O 2009 Proc. IEEE 97 1717

    [4]

    Liu H J, Li Z W, Y H Q, Sun Z L, Nie H S 2014 Chin. Phys. B 23 118402

    [5]

    Bao B C, Hu F W, Liu Z, Xu J P 2014 Chin. Phys. B 23 070503

    [6]

    Liu W, Wang F Q, Ma X K 2015 Int. J. Numer Model El 28 335

    [7]

    Wang G Y, He J L, Yuan F, Peng C J 2013 Chin. Phys. Lett. 30 110506

    [8]

    Sah M P, Budhathoki R K, Yang C, Kim H 2014 Circ. Syst. Signal Pr 33 2363

    [9]

    Yuan F, Wang G Y, Wang X Y 2015 Chin. Phys. B 24 060506

    [10]

    Pei J S, Wright J P, Todd M D, Masri S F, Gay-Balmaz F 2015 Nonlinear Dynamics 80 457

    [11]

    Fouda ME, Radwan AG 2014 Microelectron J. 45 1372

    [12]

    Minaei S, Goknar IC, Yildiz M, Yuce E 2015 Int. J. Electron 102 911

    [13]

    Pershin Y V, Di Ventra M 2010 Electron Lett. 46 517

    [14]

    Pershin Y V, Di Ventra M 2011 Adv. Phys. 60 145

    [15]

    Biolek D, Biolek Z, Biolkova V 2011 Analog Integr. Circ. S 66 129

    [16]

    Biolek D, Biolek Z, Biolkova V 2011 Electron Lett. 47 1385

    [17]

    Liang Y, Yu D S, Chen H 2013 Acta Phys. Sin. 62 158501 (in Chinese) [梁燕, 于东升, 陈昊 2013 物理学报 62 158501]

    [18]

    Yu D S, Liang Y, Iu HHC, Chua L O 2014 IEEE T Circuits-II 61 758

    [19]

    Liang Y, Chen H, Yu D S 2014 IEEE T Circuits-II 61 299

    [20]

    Han J H, Song C, Gao S, Wang Y Y, Chen C, Pan F 2014 Acs. Nano 8 10043

    [21]

    Abdelouahab MS, Lozi R, Chua L 2014 Int. J. Bifurcat Chaos 24 1430023

    [22]

    Fouda M E., Radwan A G 2014 Circ. Syst. Signal Pr 33 1573

    [23]

    Sah M P, Budhathoki R K, Yang C, Kim H 2014 J. Semicond Tech. Sci. 14 750

    [24]

    Yin Z Y, Tian H, Chen G H, Chua L O 2015 IEEE T Circuits-II 62 402

    [25]

    Bao B C, Wang C L, W G H, Q X H 2014 Acta Phys. Sin. 63 020504 (in Chinese) [包伯成, 王春丽, 武花干, 乔晓华 2014 物理学报 63 020504]

    [26]

    Bao B C, Liu Z, Henry L 2014 Electron Lett. 50 1344

  • [1]

    Chua L O 1971 IEEE Trans. Circuit Theory 18 507

    [2]

    Strukov D B, Snider G S, Stewart D R, Williams R S 2008 Nature 453 80

    [3]

    Di Ventra M, Pershin Y V, Chua L O 2009 Proc. IEEE 97 1717

    [4]

    Liu H J, Li Z W, Y H Q, Sun Z L, Nie H S 2014 Chin. Phys. B 23 118402

    [5]

    Bao B C, Hu F W, Liu Z, Xu J P 2014 Chin. Phys. B 23 070503

    [6]

    Liu W, Wang F Q, Ma X K 2015 Int. J. Numer Model El 28 335

    [7]

    Wang G Y, He J L, Yuan F, Peng C J 2013 Chin. Phys. Lett. 30 110506

    [8]

    Sah M P, Budhathoki R K, Yang C, Kim H 2014 Circ. Syst. Signal Pr 33 2363

    [9]

    Yuan F, Wang G Y, Wang X Y 2015 Chin. Phys. B 24 060506

    [10]

    Pei J S, Wright J P, Todd M D, Masri S F, Gay-Balmaz F 2015 Nonlinear Dynamics 80 457

    [11]

    Fouda ME, Radwan AG 2014 Microelectron J. 45 1372

    [12]

    Minaei S, Goknar IC, Yildiz M, Yuce E 2015 Int. J. Electron 102 911

    [13]

    Pershin Y V, Di Ventra M 2010 Electron Lett. 46 517

    [14]

    Pershin Y V, Di Ventra M 2011 Adv. Phys. 60 145

    [15]

    Biolek D, Biolek Z, Biolkova V 2011 Analog Integr. Circ. S 66 129

    [16]

    Biolek D, Biolek Z, Biolkova V 2011 Electron Lett. 47 1385

    [17]

    Liang Y, Yu D S, Chen H 2013 Acta Phys. Sin. 62 158501 (in Chinese) [梁燕, 于东升, 陈昊 2013 物理学报 62 158501]

    [18]

    Yu D S, Liang Y, Iu HHC, Chua L O 2014 IEEE T Circuits-II 61 758

    [19]

    Liang Y, Chen H, Yu D S 2014 IEEE T Circuits-II 61 299

    [20]

    Han J H, Song C, Gao S, Wang Y Y, Chen C, Pan F 2014 Acs. Nano 8 10043

    [21]

    Abdelouahab MS, Lozi R, Chua L 2014 Int. J. Bifurcat Chaos 24 1430023

    [22]

    Fouda M E., Radwan A G 2014 Circ. Syst. Signal Pr 33 1573

    [23]

    Sah M P, Budhathoki R K, Yang C, Kim H 2014 J. Semicond Tech. Sci. 14 750

    [24]

    Yin Z Y, Tian H, Chen G H, Chua L O 2015 IEEE T Circuits-II 62 402

    [25]

    Bao B C, Wang C L, W G H, Q X H 2014 Acta Phys. Sin. 63 020504 (in Chinese) [包伯成, 王春丽, 武花干, 乔晓华 2014 物理学报 63 020504]

    [26]

    Bao B C, Liu Z, Henry L 2014 Electron Lett. 50 1344

  • [1] 朱雷杰, 王发强. 基于Knowm忆阻器的新型忆感器模型的设计与分析. 物理学报, 2019, 68(19): 198501. doi: 10.7498/aps.68.20190793
    [2] 苏斌斌, 陈建军, 吴正茂, 夏光琼. 混沌光注入垂直腔面发射激光器混沌输出的时延和带宽特性. 物理学报, 2017, 66(24): 244206. doi: 10.7498/aps.66.244206
    [3] 许碧荣, 王光义. 忆感器文氏电桥振荡器. 物理学报, 2017, 66(2): 020502. doi: 10.7498/aps.66.020502
    [4] 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
    [5] 顾小卫. 带光速调管的高增益高次谐波振荡器自由电子激光模拟. 物理学报, 2013, 62(9): 094102. doi: 10.7498/aps.62.094102
    [6] 朱华兵, 吴正斌, 刘国强, 席奎, 李闪闪, 董洋洋. 应用于精密振荡器的石英晶体温度特性研究. 物理学报, 2013, 62(1): 014205. doi: 10.7498/aps.62.014205
    [7] 梁燕, 于东升, 陈昊. 基于模拟电路的新型忆感器等效模型. 物理学报, 2013, 62(15): 158501. doi: 10.7498/aps.62.158501
    [8] 史正平. 简易混沌振荡器的混沌特性及其反馈控制电路的设计. 物理学报, 2010, 59(9): 5940-5948. doi: 10.7498/aps.59.5940
    [9] 高鹏, Booske John H., 杨中海, 李斌, 徐立, 何俊, 宫玉彬, 田忠. 太赫兹折叠波导行波管再生反馈振荡器非线性理论与模拟. 物理学报, 2010, 59(12): 8484-8489. doi: 10.7498/aps.59.8484
    [10] 刘越, 张巍, 冯雪, 刘小明. 损耗调制型掺铒光纤环形激光器混沌现象的实验研究. 物理学报, 2009, 58(5): 2971-2976. doi: 10.7498/aps.58.2971
    [11] 颜森林. 延时反馈半导体激光器双劈控制混沌方法研究. 物理学报, 2008, 57(5): 2827-2831. doi: 10.7498/aps.57.2827
    [12] 颜森林. 半导体激光器混沌光电延时负反馈控制方法研究. 物理学报, 2008, 57(4): 2100-2106. doi: 10.7498/aps.57.2100
    [13] 黄 华, 甘延青, 雷禄容, 金 晓, 鞠炳权, 向 飞, 冯弟超, 刘 忠. S波段相对论速调管振荡器研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1765-1770. doi: 10.7498/aps.57.1765
    [14] 孟 娟, 王兴元. 基于非线性观测器的一类混沌系统的相同步. 物理学报, 2007, 56(9): 5142-5148. doi: 10.7498/aps.56.5142
    [15] 卢伟国, 周雒维, 罗全明, 杜 雄. BOOST变换器延迟反馈混沌控制及其优化. 物理学报, 2007, 56(11): 6275-6281. doi: 10.7498/aps.56.6275
    [16] 颜森林. 注入半导体激光器混沌相位周期控制方法研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5109-5114. doi: 10.7498/aps.55.5109
    [17] 姚利娜, 高金峰, 廖旎焕. 实现混沌系统同步的非线性状态观测器方法. 物理学报, 2006, 55(1): 35-41. doi: 10.7498/aps.55.35
    [18] 颜森林, 汪胜前. 激光混沌串联同步以及混沌中继器系统理论研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1687-1695. doi: 10.7498/aps.55.1687
    [19] 颜森林. 量子阱激光器混沌相位控制同步以及编码研究. 物理学报, 2005, 54(3): 1098-1104. doi: 10.7498/aps.54.1098
    [20] 李国辉. 基于观测器的混沌广义同步解析设计. 物理学报, 2004, 53(4): 999-1002. doi: 10.7498/aps.53.999
计量
  • 文章访问数:  5214
  • PDF下载量:  406
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-17
  • 修回日期:  2015-06-26
  • 刊出日期:  2015-11-05

/

返回文章
返回