忆阻细胞神经网络设计及组合同步研究

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3、，本人承巧切相关责巧。＞＾研究生签名：３时问；抑ｒ月ｙ巧吁｜学位论文版权使用授权书、使用学位论文的规定：即学校任权保存按要求提本人完全了解江两理工乂学关于收集、保巧或者部分内容编入有关数据库进行检交的学位论文印刷本和电子版本，学校有权将学位论文的全部；学校巧权按巧关规定向围家索，并采用穀印、缩印或扫描等复制平段保存、ｒ编臥供巧阅和借阅。本人化许本学位论义被想阅和借阅’同想学校向国有关部ｎ或者机构送交论文的赁印件和屯子版，并通过网络向社会公众提供信息服务。家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版保密的学化论文在解密后适用本授权书削

4、２巧位论文作者签名（手写巾签名评則：＾＾高如签郎期：年師ｆＩ」豁即朋：／《年０１端＇－ｂ＞０分类号：密级：UDC：学号：硕士学位论文忆阻细胞神经网络设计及组合同步研究MemristiveCellularNeuralNetworkDesignandItsCompoundSynchronizationResearch学位类别：___工学硕士___________作者姓名：廖琳玉学科、专业：计算机科学与技术研究方向：细胞神经网络指导教师：张小红教授2016年5月31日摘要摘要细胞神经网络(CellularNeuralNetwork)模型可实现混沌系统复杂的

5、动力学行为，作为继电阻、电容、电感三大电路基本元件外的第四类电路元件忆阻器，其非线性和记忆特性可模拟大脑突触神经网络的存储记忆功能，纳米级的非易失性忆阻器实现的CNN具有能耗更低、非常适合超大规模集成密度电路等优势。本文深入研究和探讨了基于忆阻器的CNN系统的建模、数值仿真及电路实现，并设计了一种基于忆阻CNN系统的组合同步控制方法，最后将忆阻CNN系统应用到保密通信中。全文主要研究工作包括：(1)研究了将忆阻器应用于传统三维CNN系统的混沌行为及电路仿真构建一个传统三维CNN，利用磁控忆阻器的非线性特性替换传统细胞神经网络的输出模块。采用Multisim通用电路元件构

6、建磁控忆阻等效电路，在电路整体设计上简化了输出函数模块数量，新型忆阻CNN电路不仅展现出了混沌吸引子现象，而且忆阻内部的磁能量随细胞状态而变化，可完全达到等效输出函数的忆导值。数值计算与电路仿真结果验证了忆阻CNN的混沌特性及新设计方法的可行性。简单灵活的设计方法具有一定的普适性，在信号处理、同步控制与图像加密等方面具有现实的应用价值。(2)设计了一种基于三个驱动系统和两个响应系统的组合同步控制方法。组合同步是基于驱动响应同步法，使用多个驱动系统和多个响应系统而设计的一种新型同步方案。首先提出了一种基于三个驱动系统和两个响应系统的组合同步方法，针对五个相同的忆阻CNN混

7、沌系统进行同步控制，根据李雅普诺夫稳定性理论对其进行同步控制理论推导证明，并进行数值实验验证与同步性能分析，实验结果表明了提出的组合同步方法对忆阻细胞神经网络的有效性和可扩展性。(3)研究和实现了忆阻CNN系统在保密通信中应用仿真。通过构造可实现状态重构的全维状态观测器，从而实现两个忆阻CNN系统的同步；构造忆阻CNN同步通信系统并应用于图像置乱加密；将机密信号隐匿在忆阻CNN系统的混沌信号中，以达到安全传输的目的；不仅有混沌行为现象的忆阻CNN系统本身的密钥空间能足以满足安全通信的需求，加上各种不同同步控制方法，使其应用于保密通信更加具