一种新型复合指数型局部有源忆阻器耦合的Hopfield神经网络

由忆阻耦合的神经网络模型,因其能更真实地反映生物神经系统的复杂动力学特性而被广泛研究.目前用于耦合神经网络的忆阻器数学模型主要集中在一次函数、绝对值函数、双曲正切函数等,为进一步丰富忆阻耦合神经网络模型,且考虑到一些掺杂半导体中粒子的运动规律,设计了一种新的复合指数型局部有源忆阻器,并将其作为耦合突触用于Hopfield神经网络,利用基本的动力学分析方法,研究了系统在不同参数下的动力学行为,以及在不同初始值下多种分岔模式共存的现象.实验结果表明,忆阻突触内部参数对系统具有调控作用,且该系统拥有丰富的动力学行为,包括对称吸引子共存、非对称吸引子共存、大范围的混沌状态和簇发振荡等.最后,用STM32单片机对系统进行了硬件实现.

局部有源忆阻器电路及其在HR耦合神经元网络中的应用

该文提出一种新型局部有源忆阻器,使用标准非线性理论分析方法分析其特性,并通过直流伏安特性曲线来证明其局部有源性。此外,将局部有源忆阻器用于模拟生物突触,构建了一个局部有源忆阻突触耦合HR神经元网络。理论分析和数值仿真表明,在局部有源忆阻突触的影响下它能够产生多种放电模式和复杂的混沌行为。最后,实现了该局部有源忆阻突触耦合神经网络的模拟等效电路,并由功率模拟(PSIM)电路仿真验证了数值仿真的正确性。

分数阶忆阻Henon映射的可控多稳定性及其视频加密应用

基于局部有源离散忆阻器构建一种能够产生任意数量共存吸引子的分数阶忆阻Henon映射.该映射的不动点数量由忆阻器内部参数控制,实现可控的同质多稳定性,适合基于混沌的工程应用.通过相图、分岔图、最大Lyapunov指数和吸引盆等方法揭示该映射的复杂动力学行为.数值模拟结果表明,该分数阶映射能够产生各种周期轨道、混沌吸引子和倍周期分岔等现象.随后使用ARM数字平台实现该系统,实验结果验证其物理可实现性.最后,基于该映射设计一种视频加密算法,并通过安全性分析验证该加密算法能够有效保证视频的安全传输.

新型忆阻耦合异质神经元的放电模式和预定义时间混沌同步

首先提出一种新型局部有源忆阻器,并分析该忆阻器的频率特性、局部有源性及非易失性.然后将新型局部有源忆阻器引入二维Hindmarsh-Rose神经元和二维FitzHugh-Nagumo神经元,构建新型忆阻耦合异质神经元模型.在数值仿真中,通过改变耦合强度,发现该模型具有周期尖峰放电模式、混沌尖峰放电模式、周期簇发放电模式及随机簇发放电模式.最后基于Lyapunov稳定性理论和预定义时间稳定性理论,提出一种新型预定义时间同步策略,并将该策略应用于新型忆阻耦合异质神经元的混沌同步中.结果表明,与有限时间同步策略、固定时间同步策略和传统预定义时间同步策略相比,新型预定义时间同步策略的实际收敛时间最小.研究新型忆阻耦合异质神经元的放电模式和混沌同步有助于探索大脑的神经功能,并在神经信号处理及保密通信领域中具有重要意义.