憶阻器件建模與特性分析及應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，需要存儲(chǔ)的信息越來(lái)越多，而現(xiàn)有存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量、體積和功耗等方面都很難適應(yīng)信息產(chǎn)生的速度。而新的電路元件——憶阻器和憶容器的出現(xiàn)，給問(wèn)題的解決帶來(lái)了曙光。憶阻器件具有納米尺寸、自動(dòng)記憶和非線性特性，是未來(lái)存儲(chǔ)器最具潛力的候選器件之一。由于憶阻器具有納米尺寸和自動(dòng)記憶的功能，目前被廣泛應(yīng)用到憶阻交叉陣列中，用來(lái)作為存儲(chǔ)器?；趹涀杵鞯慕徊骊嚵芯哂写鎯?chǔ)容量大、功耗低、體積小等特點(diǎn)，而強(qiáng)化學(xué)習(xí)在解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，需要大量

2、的存儲(chǔ)空間，憶阻交叉陣列正好能夠滿(mǎn)足這個(gè)要求，二者恰好可以結(jié)合。具有非線性特性的憶阻器也被廣泛應(yīng)用在混沌系統(tǒng)中，基于憶阻器的混沌系統(tǒng)在體積和功耗等方面都更具有優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)生的混沌可以用在保密通信、天氣預(yù)測(cè)和圖像加密等領(lǐng)域。
　　 本文對(duì)憶阻器和憶容器進(jìn)行了深入的研究，建立了它們的仿真和電路模型，分析了它們的典型特性，接著將磁控憶阻器與混沌系統(tǒng)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)相結(jié)合，并將壓控憶容器應(yīng)用于了單相橋式整流電路和倍壓整流電路中。本文的主要內(nèi)容包括

3、以下五個(gè)部分:
　　 (1)根據(jù)HP憶阻器的數(shù)學(xué)模型，得到了磁控憶阻器，對(duì)磁控憶阻器進(jìn)行了數(shù)值仿真，建立了磁控憶阻器的SPICE和電路模型，并對(duì)這些模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　 (2)介紹了混沌及其特點(diǎn)，研究了磁控憶阻器的完整數(shù)學(xué)模型，將磁控憶阻器應(yīng)用于設(shè)計(jì)的混沌系統(tǒng)中，觀察到了混沌吸引子，分析了該混沌系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。根據(jù)磁控憶阻混沌系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了磁控憶阻混沌系統(tǒng)的電路，并進(jìn)行了電路仿真研究，得到了理想的混沌吸引

4、子。
　　 (3)HP憶阻器具有納米尺寸和存儲(chǔ)特性，由其構(gòu)成的憶阻交叉陣列具有存儲(chǔ)容量大和功耗低的特點(diǎn)。而強(qiáng)化學(xué)習(xí)中的Q學(xué)習(xí)算法在解決較為復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，需要大量的存儲(chǔ)空間，憶阻交叉陣列恰好能夠解決這個(gè)問(wèn)題。因此，本文將憶阻交叉陣列與Q學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，設(shè)計(jì)了其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于機(jī)器人避障實(shí)驗(yàn)中，得到了理想的效果。
　　 (4)對(duì)壓控憶容器進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了其Simulink和SPICE模型，并對(duì)這兩種模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。同