忆阻阈值模型及忆阻应用电路特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51607013
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    17.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0701.电磁场与电路
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Memristor is the fourth fundamental circuit element, but its physical device is still commercially unavailable at present. It is an important way to research on the characteristics of memristor application circuits by using memristor models or generalized memristor emulators. In this project, two aspects of research works are performed around the threshold memristor model and the characteristics of memristor application circuits. 1) In order to solve the problems of the existing memristor models, such as boundary effect, terminal state problem and excessive non-linearity, a new threshold memristor model is proposed, which can indeed describe the HP TiO2 memristor. Based on this model, characteristics of its pinched hysteresis loop and fundamental memristive circuits are studied and equivalent hardware circuit based on discrete components is developed. 2) Application circuits based on the proposed threshold memristor model are constructed, upon which corresponding mathematical modeling, numerical simulation and hardware circuit experiments are performed. Complex dynamics of memristor application circuits are investigated, such as bursting oscillation, multi-stability and hidden attractor. Effects of initial states on the impulsive synchronization of memristive chaotic system are investigated. Related research will contribute to developing potential applications of memristor-based circuits, and providing theoretical guidance for engineering applications.
忆阻是第四种基本电路元件,但目前物理器件仍无法达到商用。借助忆阻模型或者广义忆阻模拟器开展忆阻应用电路特性研究是重要研究途径之一。本项目围绕忆阻阈值模型及忆阻应用电路特性,开展两个方面的研究工作:1)针对已有忆阻模型存在的边界效应、末端状态以及过度非线性化等问题,提出一种真实刻画HP TiO2忆阻物理器件的新型忆阻阈值模型,研究忆阻阈值模型的紧磁滞回线特征及其基本忆阻电路特性,研制基于分立元器件实现的硬件等效电路;2)构建基于忆阻阈值模型的应用电路,开展数学建模、数值仿真与硬件电路实验,研究忆阻应用电路的簇发振荡、多稳定性、隐藏吸引子等复杂动力学特性,探讨状态初值对忆阻混沌电路的脉冲同步性能影响。相关研究成果有助于忆阻电路潜在应用的开发,为工程应用提供理论指导。

结项摘要

忆阻器是第四种基本二端电路元件,有着天然的非线性和可塑性,在数据存储、人工神经形态网络、类脑计算等方面存在着广阔的应用前景。本项目着重在阈值忆阻建模与特性分析,忆阻应用电路复杂动力学现象揭示和机理分析和忆阻初值位移调控和忆阻耦合系统同步等方面进行了广泛而深入研究,主要研究成果如下:.(1) 阈值忆阻建模与特性分析. 基于非线性阈值函数,提出了双曲型阈值忆阻模型和周期性阈值忆阻模型等忆阻阈值模型;相应地,进行了忆阻特性分析、忆阻模型的等效电路实现与电路实验验证。.(2) 忆阻应用电路复杂动力学现象揭示与机理分析. 基于已有的忆阻模型或者忆阻模拟器,构建了忆阻低通滤波电路、忆阻带通滤波电路以及二阶非自治忆阻电路等忆阻混沌电路或系统,并进行了相应的动力学建模;通过分岔分析,揭示了忆阻混沌电路或系统所产生的簇发振荡、多稳定性、隐藏吸引子等非线性现象和产生机理,特别地发现了超级慢通道效应;最后完成了数值仿真与电路实验验证。.(3) 忆阻初值位移调控行为与忆阻耦合系统同步. 首先,研究了忆阻初值对吸引子位移和稳定状态的控制行为,最先提出了忆阻初值位移调控的定义,发现了忆阻初值位移调控的特点与忆导函数是相关的,比如周期性,单调性等。其次,讨论了初值对忆阻耦合系统的同步的影响,发现了耦合系统具有依赖于状态初值的平行偏移同步,并利用Lyapunov分析方法,从理论上定量地解释了初值平行偏移同步的影响。

项目成果

期刊论文数量(32)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
An Improved Memristive Diode Bridge-Based Band Pass Filter Chaotic Circuit
一种改进的基于忆阻二极管电桥的带通滤波器混沌电路
  • DOI:
    10.1155/2017/2461964
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Quan;Zhang Qinling;Wang Ning;Wu Huagan;Bao Bocheng
  • 通讯作者:
    Bao Bocheng
Memristor initial boosting behaviors in a two-memristor-based hyperchaotic system
基于两个忆阻器的超混沌系统中的忆阻器初始增强行为
  • DOI:
    10.1016/j.chaos.2019.03.005
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Chaos Solitons & Fractals
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Wu Huagan;Ye Yi;Bao Bocheng;Chen Mo;Xu Quan
  • 通讯作者:
    Xu Quan
Initial conditions-related dynamical behaviors in PI-type memristor emulator-based canonical Chua’s circuit
基于 PI 型忆阻器仿真器的规范 Chua 电路中与初始条件相关的动态行为
  • DOI:
    10.1108/cw-07-2018-0053
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Circuit World
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Bocheng Bao;Jiaoyan Luo;Han Bao;Quan Xu;Yihua Hu;Mo Chen
  • 通讯作者:
    Mo Chen
Two-neuron-based non-autonomous memristive Hopfield neural network: Numerical analyses and hardware experiments
基于两个神经元的非自主忆阻Hopfield神经网络:数值分析和硬件实验
  • DOI:
    10.1016/j.aeue.2018.09.017
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    AEU-International Journal of Electronics and Communications
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Quan Xu;Zhe Song;Han Bao;Mo Chen;Bocheng Bao
  • 通讯作者:
    Bocheng Bao
AC-induced coexisting asymmetric bursters in the improved Hindmarsh-Rose model
改进的 Hindmarsh-Rose 模型中交流引起的共存不对称爆发
  • DOI:
    10.1007/s11071-018-4155-8
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
    NONLINEAR DYNAMICS
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Bao, Bocheng;Hu, Aihuang;Chen, Mo
  • 通讯作者:
    Chen, Mo

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其他文献

基于二极管桥与串联RL滤波器的一阶广义忆阻模拟器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    电子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武花干;包伯成;徐权
  • 通讯作者:
    徐权
简单记忆混沌系统的动力学分析与电路实现
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    四川大学学报(工程科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武花干;包伯成;冯霏
  • 通讯作者:
    冯霏
HP TiO_2忆阻线性和非线性模型及其特征分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    四川大学学报(工程科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    包伯成;武花干;乔晓华;胡丰伟
  • 通讯作者:
    胡丰伟
忆阻混沌系统的脉冲同步与初值影响研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武花干;陈胜垚;包伯成
  • 通讯作者:
    包伯成
有源忆阻器伏安关系与有源忆阻电路频率特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    电子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    包伯成;邹相;胡文;武花干
  • 通讯作者:
    武花干

其他文献

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忆阻驱动细胞神经网络的模态特征与多稳态调控研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    53.00 万元
  • 项目类别:
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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