×

基于忆阻和忆容的简单分数阶混沌系统及其同步应用。 (英语) 兹比尔1497.94209

摘要:在高密度存储系统和低功耗存储器的设计中,膜元件起着重要的作用。在本文中,我们创建了一种新型的分数阶混沌电路,该电路由一个忆阻器和一个线性电感电容器组成。在对分数阶系统进行数值求解后,利用Lyapunov指数和分岔等动力学分析方法研究了分数阶系统的各种动力学性质。此外,为了展示所提出的混沌系统的应用优势,我们已经实现了分数阶混沌系统的同步,并根据我们的知识首次将其用于安全通信系统。理论分析和仿真结果表明,简单的分数阶混沌系统具有非常丰富的动力学特性,可以用于不同的工程应用。

MSC公司:

94C60个 模型定性研究和仿真中的电路
34A08号 分数阶常微分方程
34D06型 常微分方程解的同步
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Chua,L.O.,《忆阻器——缺失的电路元件》,IEEE Trans circuit Theory,18507-519(1971)
[2] 斯坦利·威廉姆斯(Stanley Williams,R.),《我们如何找到丢失的记忆电阻器》(How we find the missing mermistor),《混沌》(Chaos),美国有线电视新闻网(CNN),《记忆电阻器及其后:Leon Chua用DVD-ROM的节日》(the Festschrift for Leon Chaa),由埃莉诺拉·比洛塔(Eleonora Bilotta
[3] 沃卡斯,I。;Sirakoulis,G.C.,《新兴的基于忆阻器的逻辑电路设计方法:综述》,IEEE circuit Syst Mag,16,3,15-30(2016)
[4] 阿巴斯,H。;阿巴斯,Y。;Truong,S.N。;敏,K.-S。;M.R.帕克。;Cho,J.,用于非易失性存储器和神经形态应用的钛氧化物忆阻交叉棒阵列,半导体科学。技术。,32, 6, 065014 (2017)
[5] 东,Z。;赖,C.S。;何毅。;齐,D。;Duan,S.,混合双互补金属氧化物半导体/忆阻突触神经网络及其在图像超分辨率中的应用,IET电路。开发系统,13,8,1241-1248(2019)
[6] 米哈伊洛夫,A。;皮马什金,A。;皮加列娃,Y。;Gerasimova,S。;格里亚兹诺夫,E。;Shchanikov,S.,用于生物传感器和神经假体的神经混合忆阻cmos集成系统,Front Neurosci,14358(2020)
[7] 瓜切罗,C。;瓦伦蒂,D。;Carollo,A。;Spagnolo,B.,《勒维噪声对长约瑟夫森结中sine-gordon孤子动力学的影响》,J Stat Mech:理论实验,2016,5,054012(2016)·Zbl 1456.82942号
[8] 谢里菲,M.J。;Banadaki,Y.M.,记忆电阻器的通用spice模型及其在基于记忆电阻器的突触和记忆细胞电路模拟中的应用,电路系统计算杂志,19,02,407-424(2010)
[9] Iu,H.H.-C。;Yu,D。;惠誉(Fitch,A.L.)。;Sreeram,V。;Chen,H.,使用双t陷波滤波器控制基于忆阻器的电路中的混沌,IEEE跨电路系统I,58,6,1337-1344(2011)·Zbl 1468.94650号
[10] Wu,R。;Wang,C.,基于忆阻器的新型简单混沌电路,国际分叉混沌杂志,26,09,1650145(2016)·Zbl 1347.34078号
[11] 皮佐拉托,N。;Fiasconaro,A。;阿多诺,D.P。;Spagnolo,B.,《聚合物移位中的共振激活:振荡场驱动分子逃逸动力学的新见解》,《物理生物学》,第7期,第3期,第4001页(2010年)
[12] 马,X。;牟,J。;刘杰。;马,C。;Yang,F。;赵欣,基于忆阻-电容器的新型简单混沌电路,非线性Dyn,100,32859-2876(2020)
[13] 卡特,M.M。;阿尔莫森,B。;巴利亚努,D。;Inc,M.,作为可激发系统原型的捕食者-食饵模型的数值模拟,数值方法部分微分方程(2020)
[14] 德纳罗,G。;瓦伦蒂,D。;La Cognata,A。;斯帕格诺洛,B。;Bonanno,A。;Basilone,G.,地中海深层叶绿素最大值的时空行为:微微浮游植物动力学随机模型的发展,生态综合体,13,21-34(2013)
[15] 德纳罗,G。;瓦伦蒂,D。;斯帕格诺洛,B。;巴西龙,G。;马佐拉,S。;Zgozi,S.W.,地中海两个微微浮游植物群的动力学:通过随机平流-反应-扩散模型分析深层叶绿素最大值,PLoS One,8,6,e66765(2013)
[16] 杜布科夫,A.A。;Spagnolo,B.,超对称随机开关电势中扩散的加速,《物理学评论E》,72,4,041104(2005)
[17] Fiasconaro,A。;瓦伦蒂,D。;Spagnolo,B.,初始条件对静态和波动电位中逃逸时间增强的作用,Phys A,325,1-2136-143(2003)·兹比尔1023.82511
[18] 斯帕格诺洛,B。;杜布科夫,A。;潘克拉托夫,A。;Pankratova,E。;Fiasconaro,A。;Ochab-Marcinek,A.,《跨学科物理模型中亚稳态的寿命和噪声抑制》,《物理学报》,第38卷,1925-1950(2007)
[19] 周,L。;王,C。;周,L.,在4d记忆系统中生成四翼超混沌吸引子和二翼、三翼和四翼混沌吸引器,国际分叉混沌杂志,27,02,1750027(2017)·Zbl 1362.34071号
[20] 8
[21] 马,J。;陈,Z。;王,Z。;张琪,从具有线平衡的四维记忆系统生成的四翼超混沌吸引子,非线性动力学,81,3,1275-1288(2015)·Zbl 1348.37057号
[22] Bao,B。;Bao,H。;王,N。;陈,M。;Xu,Q.,记忆超混沌系统中的隐藏极端多稳态,混沌孤子分形,94102-111(2017)·Zbl 1373.34069号
[23] 吕,J。;Chen,G.,一种新的混沌吸引子,国际分叉混沌杂志,12,03,659-661(2002)·Zbl 1063.34510号
[24] 李强。;曾浩。;Li,J.,具有无穷多个稳定平衡点的4d记忆电路中的超混沌,非线性动力学,79,4,2295-2308(2015)
[25] 恩吉塔奇,Z。;肯尼,J。;Fotsin,H。;Negou,A.N。;Tchiotsop,D.,新型记忆二极管bidge-based jerk电路中多吸引子共存和混沌危机路径,混沌孤子分形,91,180-197(2016)
[26] 恩吉塔奇,Z。;Kengne,J。;Tapche,R.W。;Pelap,F.,新型记忆4d自治系统的不确定目的地动力学,混沌孤子分形,107,177-185(2018)·Zbl 1380.34059号
[27] Kuate,P.D.K。;赖,Q。;Fotsin,H.,新的无平衡4d记忆超混沌系统的复杂行为及其基于微控制器的实现,《欧洲物理杂志》,228,10,2171-2184(2019)
[28] 萨欣,M.E。;Taskiran,Z.G.C。;古勒,H。;Hamamci,S.E.,通信系统新型4d记忆混沌系统的应用和建模,电路系统信号处理,1-30(2020)
[29] 北卡罗来纳州哈利勒。;福达,M.E。;塞义德,洛杉矶。;Radwan,A.G。;Soliman,A.M.,具有多个夹点的分数阶忆阻元件的通用仿真器及其应用,AEU Int J Electron Commun,124153338(2020)
[30] 马,C。;牟,J。;李,P。;Yang,F。;Liu,T.,新的可协调分数阶混沌系统的多稳定性分析和数字电路实现,移动网络与应用,1-10(2020)
[31] 徐,B。;王,G。;Shen,Y.,一个基于简单微电感的复杂动力学混沌系统,非线性动力学,88,3,2071-2089(2017)
[32] 牟,J。;Sun,K。;阮,J。;He,S.,《带两个电容器的非线性电路》,非线性Dyn,86,3,1735-1744(2016)
[33] 费拉托夫,D。;Vrzheshch,D。;塔巴科夫,O。;诺维科夫,A。;贝洛夫,A。;安东诺夫,I.,基于zro2(y)/ta2o5堆栈的忆阻器中的噪声诱导电阻开关,J Stat Mech,2019,12,124026(2019)
[34] Giuffrida,A。;瓦伦蒂,D。;齐诺,G。;斯帕格诺洛,B。;Panebianco,A.,预测单增李斯特菌在传统西西里香肠发酵过程中行为的随机种间竞争模型,《欧洲食品研究技术》,228,5,767-775(2009)
[35] 米哈伊洛夫,A。;格里亚兹诺夫,E。;贝洛夫,A。;科洛列夫,D。;沙拉波夫,A。;Guseinov,D.,记忆纳米材料中的场和辐照诱导现象,《固体物理状态》(c),13,10-12,870-881(2016)
[36] 斯帕格诺洛,B。;La Barbera,A.,噪声在相互作用物种生态系统瞬态动力学中的作用,Phys A,315,1-2,114-124(2002)·Zbl 1001.92048号
[37] 斯帕格诺洛,B。;Valenti,D.,金融市场模型中波动性对逃逸时间的影响,国际分叉混沌杂志,18,09,2775-2786(2008)·Zbl 1157.91347号
[38] Rajagopal,K。;贾法里,S。;Karthikeyan,A。;Srinivasan,A。;Ayele,B.,具有无限平衡和共存吸引子的超混沌电容振荡器,电路系统信号处理,37,9,3702-3724(2018)·Zbl 1426.37034号
[39] 李,P。;徐,J。;牟,J。;Yang,F.,分数阶4d超混沌记忆系统及其在彩色图像加密中的应用,EURASIP J图像视频处理,2019,1,22(2019)
[40] 北沙法克。;Kengne,J。;Abd-El-Atty,B。;伊利亚苏,A.M。;Hirota,K。;Abd EL Latif,A.A.,简单动态四维混沌电路的设计和实现及其在图像加密中的应用,Inf Sci,515191-217(2020)
[41] 图普奇,Y。;Wang,J.,通过积分滑模控制实现超混沌周系统的混沌控制和同步,熵,16,12,6539-6552(2014)·Zbl 1338.34114号
[42] 卢,J。;吴,X。;Lü,J.,统一混沌系统的同步及其在安全通信中的应用,Phys Lett a,305,66365-370(2002)·Zbl 1005.37012号
[43] Rajchakit,G。;Chanthorn,P。;Niezabitowski,M。;Raja,R。;巴利亚努,D。;Pratap,A.,基于记忆电阻的分数阶竞争神经网络稳定性和无源性分析的脉冲效应,神经计算,417,290-301(2020)
[44] 马,X。;牟,J。;刘杰。;马,C。;Yang,F。;赵欣,基于忆阻-电容器的新型简单混沌电路,非线性Dyn,100,32859-2876(2020)
[45] 周,P。;马,J。;Tang,J.,阐明分数阶动力系统的物理过程,非线性动力学,100,3,2353-2364(2020)
[46] Rajagopal,K。;李,C。;Nazarimehr,F。;Karthikeyan,A。;Duraisamy,P。;Jafari,S.,带分数阶忆阻器的改进维恩桥振荡器的混沌动力学,无线电工程,28,1,165-174(2019)
[47] Yu,Y。;Wang,Z.,分数阶记忆电路中依赖初始状态的非光滑分岔,国际分岔混沌杂志,28,07,1850091(2018)·Zbl 1395.34059号
[48] Diethelm,K.,分数阶微分方程数值解的算法,《电子变换数值分析》,5,1,1-6(1997)·Zbl 0890.65071号
[49] Diethelm,K。;Ford,N.J.,《分数阶微分方程分析》,《数学与分析应用杂志》,265,2,229-248(2002)·Zbl 1014.34003号
[50] Sun,H。;Abdelwahab,A。;Onaral,B.,分数幂极点传递函数的线性近似,IEEE Trans-Autom Control,29,5,441-444(1984)·Zbl 0532.93025号
[51] Diethelm,K。;Freed,A.D.,分数阶微分方程数值解的fracpece子程序,Forschung und wissenschaftliches Rechnen,1999,57-71(1998)
[52] 罗伯托·加拉帕(2020)。分数阶微分方程的预测-校正pece方法(https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/32918-prefector-corrector-pece-method-for-fractional-difference-equations),matlab中央文件交换。2020年10月22日检索。
[53] Wolf,A。;斯威夫特,J.B。;Swinney,H.L。;Vastano,J.A.,从时间序列中确定lyapunov指数,《物理D:非线性现象》,16,3,285-317(1985)·Zbl 0585.58037号
[54] 佩科拉,L.M。;Carroll,T.L.,《混沌系统中的同步》,《物理学评论》,第64、8、821页(1990年)·Zbl 0938.37019号
[55] Lorenz,E.N.,《确定性非周期流》,《大气杂志》。科学,20,2130-141(1963)·Zbl 1417.37129号
[56] Rossler,O.,Phys Lett A,57397-398(1976年)·Zbl 1371.37062号
[57] 古根海默,J。;Holmes,P.,《非线性振荡、动力系统和向量场分岔》,42(2013)
[58] 佩科拉,L.M。;Carroll,T.L.,混沌信号驱动系统,Phys Rev A,44,42374(1991)
[59] Sheng,H。;陈,Y。;邱,T.,《分数阶过程和分数阶信号处理:技术和应用》(2011),施普林格科学与商业媒体
[60] 佩利凡,I。;Uyaroglu,Y.,《简化混沌无扩散洛伦兹吸引子及其在保密通信系统中的应用》,IET Commun,1,5,1015-1022(2007)
[61] Wang,G.-Y。;蔡伯忠。;金,P.-P。;Hu,T.-L.,膜电容模型及其在混沌振荡器中的应用,中国物理B,25,1,010503(2015)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。