憶容器模型及其在混沌振蕩器與信息加密中的應(yīng)用.pdf

1、憶容器是一種新型的具有記憶特性的非線性電容。2008年惠普實(shí)驗(yàn)室在研究納米級(jí)TiO2薄膜時(shí)，發(fā)現(xiàn)了除電阻、電容和電感之外的第四種電路元件憶阻器（記憶電阻器，Memristor）的物理存在。2009年豐富了記憶元件的概念，在憶阻器的基礎(chǔ)上提出了憶容器（Memcapacitor）的概念。憶阻器和憶容器等此類納米器件無(wú)需電源即可存儲(chǔ)信息，可應(yīng)用于非易失性存儲(chǔ)器以及對(duì)主動(dòng)學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和自發(fā)行為的仿真，因此憶阻器和憶容器迅速成為新的研究熱點(diǎn)。對(duì)憶

2、容器的研究目前處于建模階段，尚無(wú)實(shí)際的物理器件出現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行預(yù)先研究具有前瞻性的重要意義。本文研究一類新型憶容器的數(shù)學(xué)模型及特性，并建立了憶容器的等效電路模型，用其替代實(shí)際憶容器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用研究。基于憶容器模型，設(shè)計(jì)了一種新型憶容器混沌電路，分析了憶容器混沌信號(hào)的隨機(jī)性，并將其應(yīng)用于NAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的文件加密中。本文主要包括以下內(nèi)容：
　?。?）在實(shí)際憶容器尚未實(shí)現(xiàn)的情況下，為研究憶容器特性及其應(yīng)用，設(shè)計(jì)了憶容器數(shù)學(xué)模型與等效

3、電路模型。根據(jù)憶容器定義，提出了類HP TiO2憶阻器的憶容器數(shù)學(xué)模型，給出了二次光滑曲線荷控憶容器數(shù)學(xué)模型和三次光滑曲線磁控憶容器數(shù)學(xué)模型。根據(jù)其數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)了憶容器等效電路模型，對(duì)電路模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證及特性分析，完全符合緊致的電壓–電荷滯回特性。
　?。?）研究混沌基本理論，設(shè)計(jì)了一個(gè)新的只含一個(gè)非線性項(xiàng)的單指數(shù)混沌系統(tǒng)，分析了單指數(shù)混沌系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，利用DSP技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)其數(shù)字化進(jìn)行了分析。為了探索憶容器

4、在非線性電路中的特性，基于蔡氏電路和提出的憶容器模型，設(shè)計(jì)了一個(gè)荷控憶容器混沌振蕩器電路，對(duì)其平衡點(diǎn)、穩(wěn)定鞍焦點(diǎn)、龐加萊截面、耗散性等基本動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析，并通過(guò)分叉圖與Lyapunov指數(shù)分析了其復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為。利用憶容器的電路模型設(shè)計(jì)了實(shí)際實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析完全符合。利用DSP技術(shù)對(duì)荷控憶容器混沌振蕩器進(jìn)行了數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。
　　（3）研究了憶容器混沌在信息加密中的應(yīng)用。利用NIST軟件測(cè)試憶容器混沌偽隨機(jī)序列的隨