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电磁感应和电磁辐射作用下一类新颖忆阻耦合Hopfield神经网络的放电模式研究

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计算物理 2024年

作者：王梦蛟杨琛贺少波李志军湘潭大学物理与光电工程学院湘潭大学自动化与电子信息学院

神经网络总是暴露在复杂的电磁环境中，本文引入两个磁控忆阻器分别模拟电磁感应和电磁辐射，研究其对一类新颖复合指数型忆阻耦合四元Hopfield神经网络产生的影响。通过分别改变忆阻突触的内部参数m1以及电磁辐射耦合强度k2，发现新系... 详细信息

神经网络总是暴露在复杂的电磁环境中，本文引入两个磁控忆阻器分别模拟电磁感应和电磁辐射，研究其对一类新颖复合指数型忆阻耦合四元Hopfield神经网络产生的影响。通过分别改变忆阻突触的内部参数m1以及电磁辐射耦合强度k2，发现新系统存在多种不同的放电模式，如周期簇发放电、混沌簇发放电、瞬态混沌尖峰放电、瞬态随机簇发放电等。通过改变系统的初始值，发现新系统产生了5种不同的共存放电模式，如随机簇发放电、混沌尖峰放电、周期性尖峰放电等。此外，与不施加电磁感应与电磁辐射的原系统相比，新系统还产生了大范围超混沌现象以及无参数状态切换现象。最后，通过STM32单片机对新系统进行了硬件实现。

关键词：电磁感应电磁辐射忆阻突触耦合 Hopfield神经网络

Dynamical behavior of memristor-coupled heterogeneous discrete neural networks with synaptic crosstalk

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Chinese Physics B 2024年第2期33卷 545-550页

作者：马铭磷熊康灵李志军贺少波 School of Automation and Electronic Information Xiangtan UniversityXiangtan 411105China

Synaptic crosstalk is a prevalent phenomenon among neuronal synapses,playing a crucial role in the transmission of neural ***,considering synaptic crosstalk behavior and investigating the dynamical behavior of discrete neural networks are highly *** this paper,we propose a heterogeneous discrete neural network(HDNN)consisting of a three-dimensional KTz discrete neuron and a Chialvo discrete *** two neurons are coupled mutually by two discrete memristors and the synaptic crosstalk is *** impact of crosstalk strength on the firing behavior of the HDNN is explored through bifurcation diagrams and Lyapunov *** is observed that the HDNN exhibits different coexisting attractors under varying crosstalk ***,the influence of different crosstalk strengths on the synchronized firing of the HDNN is investigated,revealing a gradual attainment of phase synchronization between the two discrete neurons as the crosstalk strength decreases.

关键词： discrete memristor synaptic crosstalk coexisting attractor phase synchronization

A novel variable-order fractional chaotic map and its dynamics

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Chinese Physics B 2024年第3期33卷 281-290页

作者：唐周青贺少波王会海孙克辉姚昭吴先明 School of Electronic Information Central South UniversityChangsha 410083China School of Automation and Electronic Information Xiangtan UniversityXiangtan 411105China School of Physics Central South UniversityChangsha 410083China School of Mechanical and Electrical Engineering Guizhou Normal UniversityGuiyang 550025China

In recent years,fractional-order chaotic maps have been paid more attention in publications because of the memory *** paper presents a novel variable-order fractional sine map(VFSM)based on the discrete fractional ***,the order is defined as an iterative function that incorporates the current state of the *** analyzing phase diagrams,time sequences,bifurcations,Lyapunov exponents and fuzzy entropy complexity,the dynamics of the proposed map are investigated comparing with the constant-order fractional sine *** results reveal that the variable order has a good effect on improving the chaotic performance,and it enlarges the range of available parameter values as well as reduces non-chaotic *** coexisting attractors also enrich the dynamics of VFSM and prove its sensitivity to initial ***,the sequence generated by the proposed map passes the statistical test for pseudorandom number and shows strong robustness to parameter estimation,which proves the potential applications in the field of information security.

关键词： chaos fractional difference variable order multistability complexity

离散忆阻混沌系统的Simulink建模及其动力学特性分析

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物理学报 2022年第3期71卷 36-45页

作者：扶龙香贺少波王会海孙克辉中南大学物理与电子学院长沙410083

为拓广离散忆阻器的研究与应用,基于差分算子,构建了具有平方非线性的离散忆阻模型,并实现了Simulink仿真.仿真结果表明,设计的忆阻器满足广义忆阻定义.将得到的离散忆阻引入三维混沌映射中,设计了一种新型四维忆阻混沌映射,并建立了该... 详细信息

为拓广离散忆阻器的研究与应用,基于差分算子,构建了具有平方非线性的离散忆阻模型,并实现了Simulink仿真.仿真结果表明,设计的忆阻器满足广义忆阻定义.将得到的离散忆阻引入三维混沌映射中,设计了一种新型四维忆阻混沌映射,并建立了该混沌映射的Simulink模型.通过平衡点、分岔图、Lyapunov指数谱、复杂度、多稳态分析了系统复杂动力学特性.本文从系统建模角度出发,构建离散忆阻与离散忆阻混沌映射,进一步验证了离散忆阻的可实现性,为离散忆阻应用研究奠定了基础.

关键词：离散忆阻器混沌映射动力学特性 Simulink

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混沌伪随机序列的谱熵复杂性分析

物理学报 2013年第1期62卷 27-34页

作者：孙克辉贺少波何毅尹林子中南大学物理与电子学院长沙410083 新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046

为了准确分析混沌伪随机序列的结构复杂性,采用谱熵算法对Logistic映射、Gaussian映射和TD-ERCS系统产生的混沌伪随机序列复杂度进行了分析.谱熵算法具有参数少、对序列长度N(惟一参数)和伪随机进制数K鲁棒性好的特点.采用窗口滑动法分... 详细信息

为了准确分析混沌伪随机序列的结构复杂性,采用谱熵算法对Logistic映射、Gaussian映射和TD-ERCS系统产生的混沌伪随机序列复杂度进行了分析.谱熵算法具有参数少、对序列长度N(惟一参数)和伪随机进制数K鲁棒性好的特点.采用窗口滑动法分析了混沌伪随机序列的复杂度演变特性,计算了离散混沌系统不同初值和不同系统参数条件下的复杂度.研究表明,谱熵算法能有效地分析混沌伪随机序列的结构复杂度;在这三个混沌系统中,TD-ERCS系统为广域高复杂度混沌系统,复杂度性能最好;不同窗口和不同初值条件下的混沌系统复杂度在较小范围内波动.为混沌序列在信息安全中的应用提供了理论和实验依据.

关键词：结构复杂度谱熵算法 Logistic映射 Gaussian映射

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不同类型混沌吸引子的复合

物理学报 2014年第4期63卷 35-42页

作者：艾星星孙克辉贺少波中南大学物理与电子学院长沙410083 新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046

为了实现不同类型混沌吸引子之间的复合,采用理论分析、数值仿真和电路仿真方法,通过设计合适的切换控制器实现了不同两涡卷混沌系统之间的复合、不同多涡卷混沌系统之间的复合、两涡卷混沌系统与两翅膀混沌系统之间的复合和多涡卷混沌... 详细信息

为了实现不同类型混沌吸引子之间的复合,采用理论分析、数值仿真和电路仿真方法,通过设计合适的切换控制器实现了不同两涡卷混沌系统之间的复合、不同多涡卷混沌系统之间的复合、两涡卷混沌系统与两翅膀混沌系统之间的复合和多涡卷混沌系统与多翅膀混沌系统之间的复合.通过观察吸引子相图、最大Lyapunov指数和Poincaré截面,分析了复合系统的动力学行为.设计了复合多涡卷-多翅膀吸引子的模拟电路,并对其进行了电路仿真,得到的电路仿真结果与数值仿真结果相一致.这表明利用切换控制器实现不同类型混沌系统之间复合方法的正确性.

关键词：多涡卷混沌吸引子多翅膀混沌吸引子切换控制电路设计

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多涡卷超混沌系统的设计与性能分析

中南大学学报（自然科学版） 2015年第5期46卷 1663-1672页

作者：孙克辉艾星星贺少波中南大学物理与电子学院湖南长沙410083 新疆大学物理科学与技术学院新疆乌鲁木齐830046

为了设计性能优越的多涡卷超混沌系统,采用理论分析和数值仿真方法,通过设计一个连续的非线性函数,得到了6阶超混沌系统的单方向与网格多涡卷吸引子模型。通过吸引子相图、Lyapunov指数谱、分岔图、Poincaré截面和复杂度等,分析了多涡... 详细信息

为了设计性能优越的多涡卷超混沌系统,采用理论分析和数值仿真方法,通过设计一个连续的非线性函数,得到了6阶超混沌系统的单方向与网格多涡卷吸引子模型。通过吸引子相图、Lyapunov指数谱、分岔图、Poincaré截面和复杂度等,分析了多涡卷超混沌系统的动力学特性。研究结果表明:多涡卷超混沌吸引子具有丰富的动力学特性,仿真结果与理论分析结果一致,表明了多涡卷超混沌系统设计方法的有效性和设计模型的正确性。

关键词：超混沌吸引子多涡卷吸引子连续非线性函数动力学特性

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任意方位电偶源的MCSEM电磁场三维正演

石油地球物理勘探 2017年第4期52卷 859-868页

作者：严波李予国韩波梅晓勇贺少波许思维长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 湖南文理学院国际学院湖南常德415000 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100

在海洋可控源电磁(MCSEM)勘探中,在深水中被拖曳的电偶源很容易受到洋流的影响而偏离预先设定的方位,从而对观测电磁场造成影响,因此有必要研发能够模拟符合实际情况的任意方位的电偶源MCSEM响应的数值计算方法。首先求出任意方位的发... 详细信息

在海洋可控源电磁(MCSEM)勘探中,在深水中被拖曳的电偶源很容易受到洋流的影响而偏离预先设定的方位,从而对观测电磁场造成影响,因此有必要研发能够模拟符合实际情况的任意方位的电偶源MCSEM响应的数值计算方法。首先求出任意方位的发射源激发背景模型产生的一次电磁场,然后将一次电磁场作为三维异常体模型的新场源,再求出异常体引起的二次电磁场,实现了MCSEM的三维正演算法。该方法不仅可以提高发射源附近区域的数值解精度,还可以减少正演模拟网格的剖分数目,从而提高计算效率。采用直接法求解有限差分离散形成的大型线性方程组,不仅便于对多个发射源做并行计算,还可以避免迭代误差。与一维模型的解析解和前人三维模型的数值解对比验证了本文算法的正确性,并分析了电偶源的方位、长度对MCSEM三维数值模拟结果的影响。

关键词：海洋可控源电磁法三维正演有限差分任意方位电偶源直接法

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分数阶混沌扩频通信系统的设计

中南大学学报（自然科学版） 2018年第4期49卷 874-880页

作者：王会海孙克辉贺少波中南大学物理与电子学院湖南长沙410083

为了提高扩频通信系统的性能,设计分数阶混沌扩频通信系统。采用Adomain分解算法求解分数阶简化Lorenz系统,推导分数阶系统迭代式,得到系统的数值解。对迭代值进行简单的二值量化,生成多组互不相关的混沌伪随机序列。将混沌伪随机序列... 详细信息

为了提高扩频通信系统的性能,设计分数阶混沌扩频通信系统。采用Adomain分解算法求解分数阶简化Lorenz系统,推导分数阶系统迭代式,得到系统的数值解。对迭代值进行简单的二值量化,生成多组互不相关的混沌伪随机序列。将混沌伪随机序列作为扩频码应用于扩频通信系统。在不同信噪比时,分析不同扩频码对通信系统性能的影响。研究结果表明:基于分数阶简化Lorenz系统生成的伪随机序列更随机,均通过美国国家科学技术研究所(NIST)的统计测试套件(STS)测试,序列的生成速度快;与整数阶混沌系统相比,分数阶扩频系统具有更大的秘钥空间,具有更好的安全性;分数阶混沌扩频通信系统的性能优于Hénon映射、Chen系统、m序列及Gold序列的性能,并且具有更大的多址容量。

关键词：扩频通信分数阶微积分混沌