TiO2忆阻器驱动的新型混沌振荡器动力学特性

本文主要探讨了"TiO2忆阻器振荡器的动力学行为"，这是一项发表在《中国物理快报》的研究论文，由中国物理学会主办。作者们基于实际的HP钛酸钙(TiO2)忆阻器模型和蔡式电路设计了一款新型的混沌振荡器。这种新型振荡器的设计目标是利用忆阻器的非线性特性来实现复杂的动态行为。 研究的核心内容聚焦于振荡器的基本动力学特性。首先，作者们分析了振荡器的平衡集，即系统稳定或无动态状态的集合，这是理解混沌系统稳定性的重要基础。其次，他们计算了Lyapunov指数谱，这是一种评估系统随机微小变化增长速度的方法，用来区分确定性混沌（有无限多个正Lyapunov指数）和分岔点（Lyapunov指数为零或负），这有助于揭示系统的复杂性和敏感依赖性。 论文还通过理论分析和数值模拟深入研究了电路参数对振荡器行为的影响，特别是探讨了这些参数如何引发各种分叉现象，如Hopf分叉、倍周期分叉等，这些分叉点标志着系统从稳定状态向混沌状态的转变。研究结果显示，所提出的TiO2忆阻器振荡器并未观察到瞬态混沌和弱超混沌现象，这意味着它能够在不依赖于初始条件的情况下，产生连续且稳定的混沌信号，这对于混沌技术的应用具有重要意义，如密码学、信号处理和同步等。 实验部分展示了设计的振荡器产生的混沌吸引子，与理论预测和仿真结果高度一致，验证了新型振荡器的有效性和可行性。这项研究不仅深化了我们对TiO2忆阻器非线性特性的理解，也提供了一种新型混沌电路的设计策略，对于推动忆阻器在混沌工程中的应用具有重要价值。