本文關(guān)鍵詞：憶阻細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及組合同步研究

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【摘要】：細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Cellular Neural Network)模型可實(shí)現(xiàn)混沌系統(tǒng)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為,作為繼電阻、電容、電感三大電路基本元件外的第四類電路元件憶阻器,其非線性和記憶特性可模擬大腦突觸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)記憶功能,納米級的非易失性憶阻器實(shí)現(xiàn)的CNN具有能耗更低、非常適合超大規(guī)模集成密度電路等優(yōu)勢。本文深入研究和探討了基于憶阻器的CNN系統(tǒng)的建模、數(shù)值仿真及電路實(shí)現(xiàn),并設(shè)計(jì)了一種基于憶阻CNN系統(tǒng)的組合同步控制方法,最后將憶阻CNN系統(tǒng)應(yīng)用到保密通信中。全文主要研究工作包括:(1)研究了將憶阻器應(yīng)用于傳統(tǒng)三維CNN系統(tǒng)的混沌行為及電路仿真構(gòu)建一個(gè)傳統(tǒng)三維CNN,利用磁控憶阻器的非線性特性替換傳統(tǒng)細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出模塊。采用Multisim通用電路元件構(gòu)建磁控憶阻等效電路,在電路整體設(shè)計(jì)上簡化了輸出函數(shù)模塊數(shù)量,新型憶阻CNN電路不僅展現(xiàn)出了混沌吸引子現(xiàn)象,而且憶阻內(nèi)部的磁能量隨細(xì)胞狀態(tài)而變化,可完全達(dá)到等效輸出函數(shù)的憶導(dǎo)值。數(shù)值計(jì)算與電路仿真結(jié)果驗(yàn)證了憶阻CNN的混沌特性及新設(shè)計(jì)方法的可行性。簡單靈活的設(shè)計(jì)方法具有一定的普適性,在信號處理、同步控制與圖像加密等方面具有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值。(2)設(shè)計(jì)了一種基于三個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和兩個(gè)響應(yīng)系統(tǒng)的組合同步控制方法。組合同步是基于驅(qū)動(dòng)響應(yīng)同步法,使用多個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和多個(gè)響應(yīng)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的一種新型同步方案。首先提出了一種基于三個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和兩個(gè)響應(yīng)系統(tǒng)的組合同步方法,針對五個(gè)相同的憶阻CNN混沌系統(tǒng)進(jìn)行同步控制,根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論對其進(jìn)行同步控制理論推導(dǎo)證明,并進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與同步性能分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了提出的組合同步方法對憶阻細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有效性和可擴(kuò)展性。(3)研究和實(shí)現(xiàn)了憶阻CNN系統(tǒng)在保密通信中應(yīng)用仿真。通過構(gòu)造可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)重構(gòu)的全維狀態(tài)觀測器,從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)憶阻CNN系統(tǒng)的同步;構(gòu)造憶阻CNN同步通信系統(tǒng)并應(yīng)用于圖像置亂加密;將機(jī)密信號隱匿在憶阻CNN系統(tǒng)的混沌信號中,以達(dá)到安全傳輸?shù)哪康?不僅有混沌行為現(xiàn)象的憶阻CNN系統(tǒng)本身的密鑰空間能足以滿足安全通信的需求,加上各種不同同步控制方法,使其應(yīng)用于保密通信更加具有安全性、良好攻擊抵御性。用憶阻器實(shí)現(xiàn)的CNN系統(tǒng)具有更加復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為,電路設(shè)計(jì)更加簡潔、能耗性更低,集成密度更高等優(yōu)勢。本文研究的憶阻CNN系統(tǒng)的電路及組合控制方法對CNN系統(tǒng)在保密通信的應(yīng)用具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP183

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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2 李志軍;曾以成;李志斌;;改進(jìn)型細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的憶阻器混沌電路[J];物理學(xué)報(bào);2014年01期

3 胡豐偉;包伯成;武花干;王春麗;;荷控憶阻器等效電路分析模型及其電路特性研究[J];物理學(xué)報(bào);2013年21期

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5 廖曉昕;細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)理論(Ⅰ)[J];中國科學(xué)(A輯 數(shù)學(xué) 物理學(xué) 天文學(xué) 技術(shù)科學(xué));1994年09期

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本文編號：1168257