基于非线性系统的动态逻辑门的设计与实现
发布时间：2021-03-31 03:33
近期,非线性动力学领域出现了一个新的研究方向,即利用非线性系统丰富的模式进行灵活可重构的计算。现阶段,该项研究致力于基于非线性系统构建动态逻辑门。动态逻辑门的功能可依据外部控制信号的变化而改变,因此为构建灵活的通用计算装置,甚至动态的计算机体系提供了可能。本文首先对基于Logistic映射的动态逻辑门的设计进行分析,提出通过电路元件合理取值减小输出误差的方案;为动态逻辑门扩展了NOR和NAND功能,并给出了实现不同逻辑功能时系统参数间的约束关系。其次,对基于蔡氏电路的动态逻辑门进行分析和数值建模,指出原始设计可能出现的功能异常现象,从动力学角度分析了导致异常的原因;进而提出了一种更为可靠的动态逻辑门的设计。再次,讨论了基于一种简单的三阶混沌系统的NOR门的功能扩展和抗噪性能的改善。在建立积分器饱和的数学模型的基础上,完成了门电路的数值建模。基于数值模型,分析了NOR门动力特性随系统参数的变化情况,进而为NOR门扩展NAND功能,使门电路成为动态NOR/NAND门;并通过合理的参数设置扩大了输入端噪声容限。最后,基于单细胞细胞神经网络的非线性模型,设计了动态OR/AND门和动态NOR/N...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
图清单
表清单
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 非线性系统及混沌简介
1.2.1 非线性系统简介
1.2.2 混沌简介
1.3 国内外研究现状
1.4 主要研究内容和章节分布
第二章 基于Logistic映射的动态逻辑门的设计
2.1 Logistic映射的数值仿真及电路实现
2.1.1 Logistic映射的数值仿真
2.1.2 Logistic映射的电路实现和仿真
2.2 基于Logistic映射的动态逻辑门原始设计
2.2.1 混沌计算
2.2.2 动态逻辑门的参数和电路设计
2.2.3 基于电路参数设置的误差补偿
2.3 动态逻辑门的参数约束关系及功能扩展
2.3.1 参数约束关系及功能扩展
2.3.2 参数约束关系的电路仿真验证
2.4 本章小结
第三章 基于蔡氏电路的动态逻辑门设计
3.1 蔡氏电路
3.1.1 蔡氏电路简介
3.1.2 双涡卷混沌吸引子状态的动力特性分析
3.2 基于蔡氏电路的动态逻辑门的原始设计及异常分析
3.2.1 基于蔡氏电路的动态逻辑门的原始设计
3.2.2 动态逻辑门的功能异常现象
3.2.3 动态逻辑门的异常分析
3.3 动态逻辑门设计的改进
3.3.1 改进的动态逻辑门及其仿真结果
3.3.2 改进的动态逻辑门的动力特性分析
3.4 本章小结
第四章 基于三阶混沌系统的NOR门的功能扩展与性能优化
4.1 基于三阶混沌系统的NOR门的实现
4.1.1 一种简单的三阶混沌系统
4.1.2 基于简单三阶混沌系统的NOR门的实现
4.2 门限控制下的混沌电路的数值建模及动力特性分析
4.2.1 修改微分方程表达式的数值建模
4.2.2 基于改进的微分方程求解函数的数值建模
4.2.3 基于数值模型的动力特性分析
4.3 NOR门的功能扩展及抗噪性能优化
4.3.1 NOR门输出电压随门限电压的变化情况
4.3.2 NOR门的功能扩展
4.3.3 动态NOR/NAND门抗噪性能的优化
4.4 本章小结
第五章 基于单细胞CNN 的动态逻辑门设计
5.1 细胞神经网络简介
5.2 基于单细胞CNN 的动态逻辑门设计
5.2.1 基于单细胞CNN 的逻辑门的参数设计
5.2.2 基于单细胞CNN 的动态逻辑门设计
5.3 动态逻辑门的输入端噪声容限
5.3.1 动态逻辑门输入端噪声容限的计算
5.3.2 抗噪特性的仿真结果与动力特性分析
5.4 动态XOR/NXOR门的设计
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 本文的主要工作和创新点
6.3 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时态逻辑的多时间序列挖掘模型[J]. 陈卓,杨炳儒,周法国,李琳娜. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2009(04)
[2]蔡氏电路的仿真研究[J]. 叶昕,张茂青,周纯. 电工电气. 2009(04)
[3]基于MATLAB的微分方程组的数值计算[J]. 刘双杰. 科技资讯. 2009(06)
[4]利用MATLAB求解微分方程的方法探索[J]. 张江霞. 机械管理开发. 2008(06)
[5]基于混沌计算的全加器实现[J]. 杨雪梅,罗红,李丽香,罗群,彭海朋. 物理学报. 2008(12)
[6]基于蔡氏电路的混沌仿真研究[J]. 郭卫平,姜增如. 计算机仿真. 2003(06)
[7]Logistic映射的电路实现及应用[J]. 刘文波. 数据采集与处理. 2001(01)
[8]刚性常微分方程初值问题的一种数值解法[J]. 韩天敏. 中国科学. 1976(01)
硕士论文
[1]基于细胞神经网络的图像处理[D]. 尚壹.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
本文编号：3110703
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
图清单
表清单
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 非线性系统及混沌简介
1.2.1 非线性系统简介
1.2.2 混沌简介
1.3 国内外研究现状
1.4 主要研究内容和章节分布
第二章 基于Logistic映射的动态逻辑门的设计
2.1 Logistic映射的数值仿真及电路实现
2.1.1 Logistic映射的数值仿真
2.1.2 Logistic映射的电路实现和仿真
2.2 基于Logistic映射的动态逻辑门原始设计
2.2.1 混沌计算
2.2.2 动态逻辑门的参数和电路设计
2.2.3 基于电路参数设置的误差补偿
2.3 动态逻辑门的参数约束关系及功能扩展
2.3.1 参数约束关系及功能扩展
2.3.2 参数约束关系的电路仿真验证
2.4 本章小结
第三章 基于蔡氏电路的动态逻辑门设计
3.1 蔡氏电路
3.1.1 蔡氏电路简介
3.1.2 双涡卷混沌吸引子状态的动力特性分析
3.2 基于蔡氏电路的动态逻辑门的原始设计及异常分析
3.2.1 基于蔡氏电路的动态逻辑门的原始设计
3.2.2 动态逻辑门的功能异常现象
3.2.3 动态逻辑门的异常分析
3.3 动态逻辑门设计的改进
3.3.1 改进的动态逻辑门及其仿真结果
3.3.2 改进的动态逻辑门的动力特性分析
3.4 本章小结
第四章 基于三阶混沌系统的NOR门的功能扩展与性能优化
4.1 基于三阶混沌系统的NOR门的实现
4.1.1 一种简单的三阶混沌系统
4.1.2 基于简单三阶混沌系统的NOR门的实现
4.2 门限控制下的混沌电路的数值建模及动力特性分析
4.2.1 修改微分方程表达式的数值建模
4.2.2 基于改进的微分方程求解函数的数值建模
4.2.3 基于数值模型的动力特性分析
4.3 NOR门的功能扩展及抗噪性能优化
4.3.1 NOR门输出电压随门限电压的变化情况
4.3.2 NOR门的功能扩展
4.3.3 动态NOR/NAND门抗噪性能的优化
4.4 本章小结
第五章 基于单细胞CNN 的动态逻辑门设计
5.1 细胞神经网络简介
5.2 基于单细胞CNN 的动态逻辑门设计
5.2.1 基于单细胞CNN 的逻辑门的参数设计
5.2.2 基于单细胞CNN 的动态逻辑门设计
5.3 动态逻辑门的输入端噪声容限
5.3.1 动态逻辑门输入端噪声容限的计算
5.3.2 抗噪特性的仿真结果与动力特性分析
5.4 动态XOR/NXOR门的设计
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 本文的主要工作和创新点
6.3 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时态逻辑的多时间序列挖掘模型[J]. 陈卓,杨炳儒,周法国,李琳娜. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2009(04)
[2]蔡氏电路的仿真研究[J]. 叶昕,张茂青,周纯. 电工电气. 2009(04)
[3]基于MATLAB的微分方程组的数值计算[J]. 刘双杰. 科技资讯. 2009(06)
[4]利用MATLAB求解微分方程的方法探索[J]. 张江霞. 机械管理开发. 2008(06)
[5]基于混沌计算的全加器实现[J]. 杨雪梅,罗红,李丽香,罗群,彭海朋. 物理学报. 2008(12)
[6]基于蔡氏电路的混沌仿真研究[J]. 郭卫平,姜增如. 计算机仿真. 2003(06)
[7]Logistic映射的电路实现及应用[J]. 刘文波. 数据采集与处理. 2001(01)
[8]刚性常微分方程初值问题的一种数值解法[J]. 韩天敏. 中国科学. 1976(01)
硕士论文
[1]基于细胞神经网络的图像处理[D]. 尚壹.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
本文编号：3110703
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