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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

忆阻器是一种阻值随着输入信号的改变而呈现出非线性变化的具有记忆功能的基本电路元器件，它所生成的动力学特征复杂的混沌信号在保密通信和图像加密方面存在重要的应用价值。因此忆阻器就为混沌电路系统的设计打开了一扇崭新的门户，成为了构建混沌系统的理想元器件，所以基于忆阻器的混沌系统设计及其特性分析就显得尤为重要。本文设计的是基于三次非线性磁控忆阻模型的混沌系统设计与硬件实现，它具有确定的简单忆阻混沌系统，但是它能够生成动力学特征复杂的混沌信号，所以它在保密通信和图像加密方面有着重要的应用价值。

国内外研究现状

1971年蔡教授提出了忆阻器的初始概念，但是在当时忆阻器并没有和其它三类基本元器件一样具有实物模型，所以忆阻器很难吸引大量学者们的目光。2008年5月，惠普（hp）实验室制作出了忆阻器的实物模型，该实物模型不但拥有非线性和记忆功能，还拥有微型、低功耗、快速、非易失性等特性。2009年，蔡教授给出了一个典型的忆阻器数学模型。同年中国学者柏晓辉发现了pt/tio2-x忆阻器；2013年赵飞提出了sno2忆阻器；2015年范思尧造出了zno忆阻器。

2009年，姆斯瓦迈将蔡氏电路中的二极管用—个分段线性忆阻数学模型转化成的忆阻等效电路来代替，结果设计出了一个全新的基于忆阻器的分段线性忆阻混沌电路。2010年，包教授想要在忆阻混沌振荡电路中得到不同的混沌吸引子，于是利用光滑三次忆阻器模型来替换蔡氏电路中二极管。2011年，pershin用双Ｔ陷波滤波器设计三次非线性磁控忆阻混沌电路。2013年，包教授分析出了忆阻器的动态特性。

2015年之后忆阻器的研究呈现多元化复合化的特点，忆阻器不但应用于混沌电路而且在其他各个领域的工程实践也非常广泛。比如忆阻器具有非线性和记忆功能，所以在非易失性存储的应用中应该把重点放在忆阻器的读写控制上；又因为忆阻器是一种拥有记忆功能的纳米元器件并且还能够进行布尔逻辑运算，可以同时进行将数据的存储和处理，所以它能够应用于人工智能领域。它不仅能够和cmos兼容而且功耗非常低，又是纳米器件，因此可以很好的在集成电路设计中得到广泛关注。因为它的微型和记忆特性可以作为神经网络突触来模拟神经元，所以忆阻器在神经网络方面的应用也非常的多。忆阻的非线性正是生成动力学特征复杂的混沌信号的关键因素，因此它在在混沌电路中的应用最为广泛。

2. 研究的基本内容

第一章引言部分主要有两个小节。第一小节首先介绍了忆阻器概念的提出到忆阻器从理论向物理模型的转变，接着是讲述忆阻器在国内外的发展，最后根据忆阻器不同的功能特性介绍了它在各个不同领域的应用。第二小节首先介绍了混沌的起源，接着阐述了混沌的发展，最后主要是说明了混沌忆阻电路的研究现状和发展趋势。

第二章主要介绍忆阻器的相关理论知识。首先介绍忆阻器的概念和定义，然后给出了四种常见的忆阻器数学模型和hp实物模型，接着介绍了忆阻器的三个电路学特性：无源准则，闭合准则，自由度准则。

第三章主要介绍混沌系统的相关知识。首先给出了了混沌的定义，然后介绍了混沌的基本特征，接着是用matlab对两种经典的混沌系统（lorenz，l）进行仿真，最后给出了辨别是否为混沌状态的六种方法。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

12月31日——1月13日：搜索大量相关文献进行调研，初步确定课题。完成预期进度。

1月14日——1月27日：阅读相关文献对国内外现状进行调研，了解课题的研究意义和研究背景。完成预期进度。

1月28日——2月10日：阅读大量相关文献确定研究课题，完成英文文献翻译工作，计划毕业设计后续流程。完成预期进度。

4. 参考文献

[1].郭子叶.忆阻器模型电路设计与忆阻器混沌电路研究[d].湖南科技大学,2016

[2].游淼.忆阻器模型和忆阻混沌电路的研究与仿真[d].湖南科技大学,2015

[3]. 谭志平.忆阻器模型电路设计及其在混沌电路中的应用研究[d].湘潭大学,2015