[發明專利]一種分數階憶阻時滯混沌電路

有效

• 申請號: 201810558121.6
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108768611B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 邱潔;丁大為;翁業翠
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

本發明的公開了一種分數階憶阻時滯混沌電路，包括依次連接的包含分數階電容的分數階憶阻模擬器模塊、包含分數階電容的混沌電路模塊、時滯模塊。通過改變系統內部參數，可以產生單渦卷吸引子和雙渦卷吸引子等豐富的動力學行為，具有廣闊的應用前景，且由于是分數階時滯系統，更加貼近實際，對于理論研究和實物研究都具有重要意義，對于混沌信號的產生及混沌系統的發展起到較大的推進作用。

技術領域

本發明屬于混沌信號發生器設計領域，具體涉及一種基于憶阻器的分數階時滯混沌電路。

背景技術

混沌是非線性動力系統的固有特性，是非線性系統普遍存在的現象，其本質是系統的長期行為對初始條件的敏感性。混沌信號具有非周期、類噪聲等特性，可提供豐富的信號設計和發生機制。隨著混沌信號在保密通信、圖像加密等方面的應用越來越廣泛，對混沌信號發生器的要求也越來越多。

1971年，蔡少棠教授在研究電荷、電流、電壓和磁通量之間的關系時，根據基本變量組合完備性原理預測了描述電荷和磁通關系元件的存在性，并且定義這類元件為記憶電阻器，即憶阻器。憶阻器具有其他三種基本元件任意組合都不能復制的特性，是一種具有記憶功能的非線性電阻，可以記憶流經它的電荷量，通過控制電流的變化可改變其阻值，這種記憶特性對于計算機科學、生物工程學、神經網絡、電子工程、通信工程等領域產生了極其深遠的影響。同時，利用憶阻的非線性性質，憶阻電路容易實現混沌振蕩，從而在保密通信中也有很多應用。

分數階微積分是對整數階微積分的擴展，隨著近一些年分數階微積分的理論成功應用到各大領域中，人們逐漸發現分數階微積分能夠更加形象地刻畫自然科學以及工程應用領域的一些非經典現象，分數階憶阻系統也可以更加準確的反應混沌系統的各種復雜動力學行為。時滯混沌系統憑借其自身的時滯特性，能夠產生無限維的狀態空間，使得系統具有更加豐富的動力學特征。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種分數階憶阻時滯混沌電路，具有復雜的動力學行為，輸出信號具有更強的混沌特性。

技術方案：一種分數階憶阻時滯混沌電路，包括依次連接的包含分數階電容的分數階憶阻模擬器模塊、包含分數階電容的混沌電路模塊、時滯模塊；其中，所述包含分數階電容的分數階憶阻模擬器模塊包括運算放大器U₄～U₆、乘法器、電阻R₅～R₁₀和分數階電容輸入信號與電阻R₈和電阻R₉的輸入端相連接，電阻R₉的輸出端與運算放大器U₆的反向輸入端和電阻R₁₀的輸入端相連接，運算放大器U₆的正向輸入端接地，運算放大器U₆的輸出端與電阻R₁₀的輸出端連接電阻R₅的輸入端，電阻R₅的輸出端與分數階電容的輸入端和運算放大器的反向輸入端相連接，運算放大器U₄的正向輸入端接地，運算放大器U₄的輸出端與分數階電容的輸出端相連接，乘法器的兩個輸入端分別與運算放大器U₄、U₆的輸出端相連接，乘法器的輸出端與電阻R₇的輸入端相連接，電阻R₇的輸出端與運算放大器U₅的反向輸入端以及電阻R₈的輸出端以及電阻R₆的輸入端相連接，運算放大器U₅的正向輸入端接地，算放大器U₅的輸出端與電阻R₆的輸出端相連接。