Mapping equivalent approach to analysis and realization of memristor-based dynamical circuit

A novel mapping equivalent approach is proposed in this paper, which can be used for analyzing and realizing a memristor-based dynamical circuit equivalently by a nonlinear dynamical circuit with the same topologies and circuit parameters. A memristor-based chaotic circuit and the corresponding Chua＇s chaotic circuit with two output differentiators are taken as examples to illustrate this approach. Equivalent dynamical analysis and realization of the memristor-based chaotic circuit are performed by using Chua＇s chaotic circuit. The results indicate that the outputs of memristor-based chaotic circuit and the corresponding outputs of Chua＇s chaotic circuit have identical dynamics. The proposed approach verified by numerical simulations and experimental observations is useful in designing and analyzing memristor-based dynamical circuits.

Chaotic memristive circuit:equivalent circuit realization and dynamical analysis

In this paper, a practical equivalent circuit of an active flux-controlled memristor characterized by smooth piecewise-quadratic nonlinearity is designed and an experimental chaotic memristive circuit is implemented. The chaotic memristive circuit has an equilibrium set and its stability is dependent on the initial state of the memristor. The initial state-dependent and the circuit parameter-dependent dynamics of the chaotic memristive circuit are investigated via phase portraits, bifurcation diagrams and Lyapunov exponents. Both experimental and simulation results validate the proposed equivalent circuit realization of the active flux-controlled memristor.

基于忆阻器的五阶MCK混沌电路研究

采用忆阻器替换分段线性电阻的方法,在Matsumoto,Chua和Kobayashi(MCK)提出的四阶混沌电路基础上,设计了一个含有忆阻器的五阶对称混沌电路,建立了五阶忆阻混沌电路的数学模型。采用常规动力学分析方法,分析了五阶忆阻混沌电路的平衡点集及其稳定性、Lyapunov指数。采用常规元器件,构建了五阶忆阻混沌电路的仿真模型,并进行了电路仿真实验。理论分析和仿真实验结果表明,设计的五阶忆阻混沌电路具有丰富的混沌行为,丰富了忆阻混沌电路的设计与应用。

含两个荷控忆阻器的五阶混沌电路研究

忆阻器作为一种具有记忆功能的新型非线性元件,被广泛应用于非线性电路系统设计中。利用两个基于荷控光滑模型的忆阻器以及采用常见的线性电子元件电感、电容、负电阻等设计了一种新的五阶混沌振荡电路。采用常规的系统动力学分析方法,分析了系统平衡点稳定性、相图、李雅普诺夫指数谱和分叉图,研究了系统随电路参数和荷控忆阻器初始状态变量变化的非线性动力学特性。Matlab数值仿真结果验证了理论分析的正确性。

一种基于荷控忆阻器的混沌电路

在原有忆阻器的定义上采用一种相对简单的荷控忆阻器模型,其忆阻M与电荷q的关系可以用一条二次曲线来描述。经仿真分析,其伏安特性曲线是一条类斜"8"字滞后回线,且会随着周期双极性输入信号的频率和振幅的变化而变化,并在一定程度上受到忆阻器本身参数的影响。用此荷控忆阻器代替蔡氏电路中的蔡氏二极管,得到含荷控忆阻器的电路,给出相轨图、Lyapunov指数与维数来验证其在一定参数配置下处于混沌状态。通过变换系统的初始值,验证了此混沌系统的运动轨迹在初始值微小的变化下会发生很大的差异。Lyapunov指数谱表明含荷控忆阻器的混沌系统在初始值变化时能够进入超混沌状态。利用劳斯判据判别了排除零特征根的影响下该混沌系统在平衡点处的稳定性。

基于分数阶忆阻器的混沌电路分析与设计

提出了一种新型的分数阶忆阻混沌电路。首先,建立了分数阶忆阻器的数学模型,通过数值仿真验证了分数阶广义忆阻器满足忆阻器的基本特性。然后,将分数阶广义忆阻器与蔡氏振荡电路相结合,建立了一种基于分数阶广义忆阻器的混沌电路模型。通过稳定性理论,对分数阶系统的稳定性进行了分析。为了进一步研究电路参数对系统动态行为的影响,利用相位图和分岔图等分析了系统随参数变化的动力学特性。结果表明,分数阶忆阻混沌电路会表现出周期和混沌等不同的动力学行为。最后,设计了分数阶忆阻混沌电路的等效电路模型,并进行电路仿真验证。实验结果与数值仿真结果基本一致,表明分数阶忆阻混沌电路具有一定的实际应用价值。

锂电池一阶RC等效电路模型的动力学特性分析

为分析锂离子动力电池一阶RC等效电路模型的动力学特性,将荷控忆阻器、电阻及电感作为一阶RC等效电路的负载构成一个四阶混沌系统,运用四阶变步长Runge-Kutta法详细分析了该系统的一些基本动力学行为。结果表明,该混沌系统随一阶RC等效电路欧姆内阻参数的变化具有复杂的动力学行为,随欧姆内阻增大,系统通常经混沌进入倍周期分岔序列,且欧姆内阻越小,系统混沌现象越明显。通过对系统的动力学特性分析,可以在线获取欧姆内阻值,为锂离子动力电池寿命的在线监测提供一种全新的方法。

基于忆阻器的锂离子电池RC模型混沌特性

以车用锂离子电池为研究对象,建立一阶RC等效电路模型,并以荷控忆阻器、电感及电阻组成的混联电路作为负载,建立动力学数学模型。分析动力学数学模型随等效电路中欧姆内阻(R_(0))变化的动力学特性,包括时频特征分布、相轨迹图、李雅普诺夫指数图及庞加莱映射图等。当R_(0)∈(0.125 mΩ,0.250 mΩ)时,系统处于双涡卷混沌状态;R_(0)∈(0.250 mΩ,0.300 mΩ)时处于单涡卷混沌状态;R_(0)∈(0.300 mΩ,1.000 mΩ)时处于周期轨道运行状态。随着R_(0)的增加,系统通常经混沌进入倍周期分岔序列,且R_(0)越小,混沌现象越明显。