[發明專利]記憶系統混沌信號產生器

有效

• 申請號: 201210549568.X
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103066922A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 包伯成;鄒相;王春麗;胡豐偉
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H03B29/00
• 分類號: H03B29/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明涉及一種具有記憶效應的非線性系統混沌信號產生器，即記憶系統混沌信號產生器。?

背景技術

普通信號源可以產生波形各異的周期信號，已廣泛應用于信息工程領域。周期信號的特點是便于調制與解調的同步，但不利于信息加密等特殊領域的要求?；煦缧盘柧哂袃仍陔S機性、初值敏感性、寬帶、遍歷性和有界性等特點，能夠產生類似白噪聲的寬帶信號，因此混沌信號在信息加密、保密通信和混沌雷達等領域有著廣泛的應用前景?；煦缧盘栐词腔诨煦鐟玫母黝愋畔⑾到y調制解調的重要組成部分，電路實現一個具有記憶效應的非線性系統混沌信號源具有重要的理論意義和應用價值。?

自1963年美國麻省理工學院著名氣象學家Lorenz提出第一個混沌系統以來，國內外眾多學者提出并構造了大量的混沌系統。近十年來，Sprott等人基于窮舉法借助計算機仿真技術找到了一類具有Jerk方程形式的低維混沌系統，其系統代數方程簡單，非線性項形式多樣，具有豐富的動力學特性，且電路易于實現。但這些混沌系統一般不具備記憶效應，因此不能稱之為記憶系統。?

記憶系統是內含一個或多個記憶元件的系統。記憶元件是一個非線性元件，例如，電路理論中最新提出的憶阻器、憶容器和憶感器是三個記憶元件；神經網絡中突觸神經元是一個具有短時記憶功能的單元，即記憶元件；等等。記憶元件最顯著的特性是在正弦信號激勵下其輸入和輸出之間的關系曲線呈現一個類緊磁滯回線。由記憶元件構成的記憶系統與一般的混沌系統有著很大的不同，?其動力學特性除了與一般混沌系統一樣依賴于系統參數外，還依賴于記憶元件的內部狀態變量的初始條件。不同的初始條件下，記憶系統具有不同的動力學性態。因此，現有技術中的混沌系統的不足之處在于：無法實現一個系統動力學特性由其初始條件控制的混沌信號源。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有記憶效應的混沌信號產生器，其動力學性態是可由記憶元件的初始條件控制。?

為解決上述技術問題，本發明提供了一種動力學性態由記憶元件的初始條件控制的混沌信號產生器，具體電路包括：一個三階線性系統電路和一個記憶元件電路。?

所述三階線性系統電路包括：第一積分電路（IC1）、設于第一積分電路（IC1）前級的第一加法電路（P1）、第一積分電路（IC1）后級的第二積分電路（IC2）、第一積分電路（IC1）后級的第一增益電路（G1）、第二積分電路（IC2）后級的第三積分電路（IC3）以及第二積分電路（IC2）后級的第二增益電路（G2）；第一積分電路（IC1）的輸出反饋到第一增益電路（G1）的輸入端，第一增益電路（G1）的輸出端與第一加法電路（P1）的1號輸入端相連；第一積分電路（IC1）的輸出端與第二積分電路（IC2）的輸入端相連；第二積分電路（IC2）的輸出反饋到第二增益電路（G2）的輸入端，第二增益電路（G2）的輸出端與第一加法電路（P1）的2號輸入端相連；第二積分電路（IC2）的輸出端與第三積分電路（IC3）的輸入端相連；第三積分電路（IC3）的輸出端（即三階線性系統電路的輸出端）與記憶元件電路（ME1）的輸入端（即第四積分電路（IC4）的輸入端）相連；記憶元件電路（ME1）的輸出端與第一加法電路（P1）的3號輸入端（即三階線性系統電路的輸入端）相連；第一加法電路（P1）輸出端與第一?積分電路（IC1）的輸入端相連；?

所述記憶元件電路包括：第四積分電路（IC4）、設于第四積分電路（IC4）后級的第一減法器（N1）和第一乘法器（M1）；三階線性系統電路的輸出端與第四積分電路（IC4）的輸入端相連；三階線性系統電路的輸出端與第一減法器（N1）的負端輸入端相連；三階線性系統電路的輸出端與第一乘法器（M1）的輸入端相連；第四積分電路（IC4）的輸出反饋到第一乘法器（M1）的輸入端相連；第一乘法器（M1）的輸出端與第一減法器（N1）的正端輸入端相連；第一減法器（N1）的輸出端與第一加法電路（P1）的3號輸入端（即三階線性系統電路的輸入端）相連；?

第一積分電路（IC1）、第二積分電路（IC2）、第三積分電路（IC3）和第四積分電路（IC4）的輸出端依次輸出作為混沌信號產生器的四個狀態變量x4,x3,x2,x1；設定第一增益電路（P1）的增益為-0.5，第二增益電路（P2）的增益為-1。?

上述記憶元件所對應的數學方程為：?