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专利号: 2024118447992
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.生成多方向多双涡卷混沌吸引子的忆阻神经网络电路,其特征在于,包括:第一至第三积分通道电路、第一至第三忆阻器以及第一至第三开关;第一积分通道电路包括三个输入端、一个输出端、第一至第三电阻、第一膜电阻、第一电容以及第一运算放大器;第二积分通道电路包括三个输入端、一个输出端、第四至第六电阻、第二膜电阻、第二电容以及第二运算放大器;第三积分通道电路包括两个输入端、一个输出端、第七至第八电阻、第三膜电阻、第三电容以及第三运算放大器;

第二积分通道电路的输出依次经第一负双曲正切电路和第一反相器,第一反相器的输出 接第一积分通道电路的第一输入端,第一积分通道电路的第一输入端经第一电阻或第一忆阻器接第一运算放大器的反相输入端,第一电阻和第一忆阻器通过第一开关 切换;第一积分通道电路的输出经第二负双曲正切电路,第二负双曲正切电路的输出A接第一积分通道电路的第二输入端,第一积分通道电路的第二输入端经第二电阻或第二忆阻器接第一运算放大器的反相输入端,第二电阻和第二忆阻器通过第二开关 切换;第三积分通道电路的输出经第三负双曲正切电路,第三负双曲正切电路的输出C接第一积分通道电路的第三输入端,第一积分通道电路的第三输入端经第三电阻接第一运算放大器的反相输入端;第一运算放大器的同相输入端接地,第一电容跨接在第一运算放大器的反相输入端和输出端之间,第一膜电阻与第一电容并联,第一运算放大器的输出作为第一积分通道电路的输出;

第二负双曲正切电路的输出A接第二积分通道电路的第一输入端,第二积分通道电路的第一输入端经第四电阻接第二运算放大器的反相输入端;第一负双曲正切电路的输出B接第二积分通道电路的第二输入端,第二积分通道电路的第二输入端经第五电阻接第二运算放大器的反相输入端;第三负双曲正切电路的输出C接第二积分通道电路的第三输入端,第二积分通道电路的第三输入端经第六电阻接第二运算放大器的反相输入端;第二运算放大器的同相输入端接地,第二电容跨接在第二运算放大器的反相输入端和输出端之间,第二膜电阻与第二电容并联,第二运算放大器的输出作为第二积分通道电路的输出;

第二负双曲正切电路的输出经第二反相器,第二反相器的输出 接第三积分通道电路的第一输入端,第三积分通道电路的第一输入端经第七电阻接第三运算放大器的反相输入端;第三负双曲正切电路的输出接第三反相器,第三反相器的输出 接第三积分通道电路的第二输入端,第三积分通道电路的第二输入端经第八电阻或第三忆阻器接第三运算放大器的反相输入端,第八电阻和第三忆阻器通过第三开关 切换;第三运算放大器的同相输入端接地,第三电容跨接在第三运算放大器的反相输入端和输出端之间,第三膜电阻与第三电容并联,第三运算放大器的输出作为第三积分通道电路的输出;

和 均未闭合时,第一、第二和第三积分通道电路的电路方程如下:

式中, 和 分别表示第一、第二和第三积分通道电路的输出,

和 分别表示第一、第二、第三、第四、第五、第

六、第七和第八电阻, 表示双曲正切, 表示第一、第二和第三膜电阻,第一、第二和第三膜电阻的阻值相等, 表示第一、第二和第三电容,第一、第二和第三电容的电容值相等。

2.根据权利要求1所述的生成多方向多双涡卷混沌吸引子的忆阻神经网络电路,其特征在于,所述第一忆阻器包括第四至第七运算放大器、第九至第十四电阻、第四至第五膜电阻、第四电容、第四至第五反相器、第四负双曲正切电路、第一乘法器以及第一耦合电阻;

第一反相器的输出 作为第一忆阻器的输入;第一忆阻器的输入经第十三电阻接第六运算放大器的反相输入端,第六运算放大器的输出端接第四运算放大器的反相输入端,第四运算放大器的输出端经第九电阻接第五运算放大器的反相输入端,第十电阻跨接在第五运算放大器的反相输入端和输出端之间,第五运算放大器的输出端依次经第四反相器和第十一电阻后,接第六运算放大器的反相输入端;

第四电容跨接在第六运算放大器的反相输入端和输出端之间,第十二电阻与第四电容并联,第六运算放大器的输出端经第四负双曲正切电路接第一乘法器的第一输入端,第一忆阻器的输入接第一乘法器的第二输入端,第一乘法器的输出端经第十四电阻接第七运算放大器的反相输入端;第一忆阻器的输入依次经第五反相器和第四膜电阻后,接第七运算放大器的反相输入端,第五膜电阻跨接在第七运算放大器的反相输入端和输出端之间,第七运算放大器的输出端经第一耦合电阻得到第一忆阻器的输出;第四、第五、第六和第七运算放大器的同相输入端均接地;

第一忆阻器的电路方程如下:

式中, 和 分别表示第十二、第十三和第十四电阻, 表示第四电容,第四电容与第一电容的电容值相等, 表示第六运算放大器的输出, 表示第二积分通道电路的输出经反相得到的电压变量, 表示双曲正切, 表示符号函数。

3.根据权利要求1所述的生成多方向多双涡卷混沌吸引子的忆阻神经网络电路,其特征在于,所述第二忆阻器包括第八至第十一运算放大器、第十五至第二十一电阻、第六膜电阻、第五电容、第六至第七反相器、第五负双曲正切电路、第二乘法器以及第二耦合电阻;

第二负双曲正切电路的输出A作为第二忆阻器的输入;第二忆阻器的输入依次经第六反相器和第十八电阻后,接第十运算放大器的反相输入端,第十运算放大器的输出端接第八运算放大器的反相输入端,第八运算放大器的输出端经第十五电阻接第九运算放大器的反相输入端,第十六电阻跨接在第九运算放大器的反相输入端和输出端之间,第九运算放大器的输出端依次经第七反相器和第十九电阻后,接第十运算放大器的反相输入端;

第五电容跨接在第十运算放大器的反相输入端和输出端之间,第二十电阻与第五电容并联,第十运算放大器的输出端经第五负双曲正切电路接第二乘法器的第一输入端,第二忆阻器的输入接第二乘法器的第二输入端,第二乘法器的输出端经第二十一电阻接第十一运算放大器的反相输入端;第二忆阻器的输入依次经第六反相器和第十七电阻后,接第十一运算放大器的反相输入端,第六膜电阻跨接在第十一运算放大器的反相输入端和输出端之间,第十一运算放大器的输出端经第二耦合电阻得到第二忆阻器的输出;第八、第九、第十和第十一运算放大器的同相输入端均接地;

第二忆阻器的电路方程如下:

式中, 和 分别表示第十九、第二十和第二十一电阻,  表示第五电容,第五电容与第一电容的电容值相等, 表示第十运算放大器的输出, 表示第一积分通道电路的输出经反相得到的电压变量, 表示双曲正切, 表示符号函数。

4.根据权利要求1所述的生成多方向多双涡卷混沌吸引子的忆阻神经网络电路,其特征在于,所述第三忆阻器包括第十二至第十五运算放大器、第二十二至第二十八电阻、第七膜电阻、第六电容、第八至第九反相器、第六负双曲正切电路、第三乘法器以及第三耦合电阻;

第三反相器的输出 作为第三忆阻器的输入;第三忆阻器的输入经第二十三电阻接第十四运算放大器的反相输入端,第十四运算放大器的输出端接第十二运算放大器的反相输入端,第十二运算放大器的输出端经第二十二电阻接第十三运算放大器的反相输入端,第二十六电阻跨接在第十三运算放大器的反相输入端和输出端之间,第十三运算放大器的输出端依次经第九反相器和第二十四电阻后,接第十四运算放大器的反相输入端;

第六电容跨接在第十四运算放大器的反相输入端和输出端之间,第二十五电阻与第六电容并联,第十四运算放大器的输出端经第六负双曲正切电路接第三乘法器的第一输入端,第三忆阻器的输入接第三乘法器的第二输入端,第三乘法器的输出端经第二十八电阻接第十五运算放大器的反相输入端;第三忆阻器的输入依次经第八反相器和第二十七电阻后,接第十五运算放大器的反相输入端,第七膜电阻跨接在第十五运算放大器的反相输入端和输出端之间,第十五运算放大器的输出端经第三耦合电阻得到第三忆阻器的输出;第十二、第十三、第十四和第十五运算放大器的同相输入端均接地;

第三忆阻器的电路方程如下:

式中, 和 分别表示第二十四、第二十五和第二十六电阻, 表示第六

电容,第六电容与第一电容的电容值相等, 表示第十四运算放大器的输出, 表示第三积分通道电路的输出经反相得到的电压变量, 表示双曲正切, 表示符号函数。

5.基于权利要求1至4任一项所述的生成多方向多双涡卷混沌吸引子的忆阻神经网络电路的实现方法,其特征在于,包括:当开关 关闭, 和 开启时,所述忆阻神经网络电路为单忆阻神经网络电路,其在平面上产生单方向分布多双涡卷混沌吸引子;

当开关 关闭, 和 开启时,所述忆阻神经网络电路为单忆阻神经网络电路,其在平面上产生单方向分布多双涡卷混沌吸引子;

当开关 关闭, 和 开启时,所述忆阻神经网络电路为单忆阻神经网络电路,其在平面上产生单方向分布多双涡卷混沌吸引子;

当开关 和 关闭, 开启时,所述忆阻神经网络电路为双忆阻神经网络电路,其在平面上产生两方向分布多双涡卷混沌吸引子;

当开关 和 关闭, 开启时,所述忆阻神经网络电路为双忆阻神经网络电路,其在平面上产生两方向分布多双涡卷混沌吸引子;

当开关 和 关闭, 开启时,所述忆阻神经网络电路为双忆阻神经网络电路,其在平面上产生两方向分布多双涡卷混沌吸引子;

当开关 、 和 均关闭时,所述忆阻神经网络电路为三忆阻神经网络电路,其在和 平面上产生三方向分布多双涡卷混沌吸引子。