[發明專利]一種基于憶阻器的隱藏Lü系統超混沌信號源電路

在審

• 申請號: 201711021406.8
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN108234106A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 喬曉華;徐毅;孫玉霞
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 付秀穎

本發明公開一種基于憶阻器的隱藏Lü系統超混沌信號源電路，在原有的Lü系統的第一方程添加憶阻項、第二方程添加線性反饋項和外部激勵項。該系統電路包括憶阻器等效實現電路和振蕩系統，憶阻器等效實現電路和振蕩系統各相同端口依次相連后，所實現的憶阻系統不存在平衡點，可產生點吸引子、周期極限環、準周期極限環、混沌吸引子和超混沌吸引子等隱藏振蕩現象，且能在不同的初始條件下產生拓撲結構不同的周期極限環或弱混沌與周期極限環的隱藏多吸引子共存現象，表明該信號源所產生的信號具有更為豐富且復雜的非線性動力學特性。該電路系統易于電路實現和實驗觀測，是一種新的混沌保密通信的密鈅信號產生電路。

技術領域

本發明涉及一種含有隱藏吸引子的憶阻超混沌系統，尤其是一種 基于憶阻器的隱藏Lü系統超混沌信號源電路。

背景技術

1971年提出了一種新的二端電路元件—憶阻器，并且從理論上 預測了憶阻電荷與磁通量關系的存在性。2008年，美國惠普公司的 研究人員將憶阻元件首次電路實現。2009年希捷公司的研究人員再 次發明了一種基于電子磁性的自旋憶阻系統。近年來，憶阻元件因其 具有非線性和記憶性，在人工神經網絡、保密通信、存儲器、生物模 擬的研究預示存在廣闊的應用前景。憶阻的出現使得延續摩爾定律成 為可能，其記憶特性、納米級尺寸、快速開關以及耗電量低等特點為 其各種應用的研究打下了堅實的基礎。并且，隨著材料、電子、系統、 自動化等學科的發展,憶阻的研究和應用將會成為越來越熱門的研 究方向。

基于憶阻的非線性，越來越多的學者開始將其應用到混沌電路的 產生中，從而在保密通信中有著許多應用。雖然惠普公司和希捷公司 相繼發明了憶阻元件的電路實現方法，但是其高昂的造價和較大的技 術實現難度使得憶阻元件還無法達到商業化生產的應用水平。這使得 許多研究人員還無法直接獲得相關的憶阻元件進行各種科學研究，因 此，利用電阻、電容、電感、運算放大器、模擬乘法器等分立元器件 實現了多種憶阻模擬器，或者基于特殊拓撲形式的電路構建了若干廣 義憶阻模擬器，為憶阻及其應用電路的建模分析和實驗觀察做出了重 要貢獻。

本發明提出了一種基于憶阻器的隱藏Lü系統超混沌信號源，進 一步地拓展了憶阻模擬器的實現形式。并且，本發明提出在四維條件 下獲得的憶阻超混沌電路，沒有平衡點，且能夠產生超混沌隱藏吸引 子，使得該系統具有更為復雜的動力學特性，預期該憶阻系統在保密 通信密鑰產生等方面的具有潛在的應用價值。新系統所生成的新穎且 奇異的隱藏吸引子，不同于傳統的自激吸引子，因為新系統不存在平 衡點，其吸引盆與任何不穩定平衡點不相交，它是近年來新發現且新 定義的一類吸引子，得到了學術界的廣泛關注并取得了大量研究成 果。因此，研究新憶阻系統的實現方法及其存在的隱藏或共存吸引子有著重要的物理意義。

發明內容

為解決現有技術存在原有Lü系統存在平衡點，其吸引盆與不穩 定平衡點相交的缺陷，本發明提供一種基于憶阻器的隱藏Lü系統超 混沌信號源電路，其易于電路實現和實驗觀測，對于憶阻電路吸引子 的研究與應用通信加密信號源可起到較大的推進作用。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種基于憶阻器的隱藏Lü系統超混沌信號源電路，該系統電路 包括憶阻器等效實現電路和振蕩系統，憶阻器等效實現電路與振蕩系 統的三個通道中相同端口依次相連。

進一步地，憶阻器等效實現電路由積分器和乘法器組成；

憶阻器等效實現電路輸入端–v_y經過積分運算后輸出v_w、v_w和– v_y，經過乘法運算與加法運算后輸出–gW(v_w)v_y；其中兩個憶阻內部 參數α＝4和β＝0.18。

進一步地，振蕩系統的三個通道分別為第一通道、第二通道和第 三通道，且三個通道均由乘法器、積分器模塊和反相器模塊級聯組成；