摘要：已有的帕金森神经网络模型并未包含基底神经回路中的所有神经核团.因此,在研究发病机理和寻找最佳深部脑刺激(deep brain stimulation,DBS)的刺激靶点时忽略了其他核团潜在的影响.本文根据基底神经回路结构,利用Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型成功构建了完整的帕金森神经网络模型.三种不同外加刺激下的数值仿真结果表明,缺失黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNc)核团的帕金森神经网络会出现神经元高度同步行为和异常β振荡活动,符合目前公认的帕金森发病机理,从而验证了所提的模型的合理性.此外,受生物伦理、实验难度的影响,电子神经网络更适合帕金森DBS治疗方案研究,因此,本文以SNc核团为例在现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)平台上构建了不同外加刺激下的SNc核团数字电路.电路实验结果能完整呈现出与数值仿真一致的放电行为,表明了数字电路设计的正确性.本文所设计的电路占用较低的数字电路资源,为帕金森神经网络电路实现做好基础准备.

摘要：自适应突触神经元模型具有两个复杂激活函数,导致其不易于理论分析和硬件电路实现.然而,该神经元的主要放电活动仅受到两个激活函数的局部曲线特征的影响,且这些局部曲线特征是完全不一样的.鉴于此,采用两个简单函数分别对两个不同局部曲线特征进行拟合,提出了一种自适应突触神经元的简化数学模型.基于平衡点轨迹图,阐述了该简化模型随外部刺激变化的平衡点稳定性演化机理,它经由Hopf分岔实现稳定与不稳定平衡态之间转迁.借助理论分析和数值仿真,分析了不同参数下自适应突触神经元的复杂动力学.最后,采用分立元器件进行了模拟电路设计,制作印刷电路板,由数字示波器捕捉的运动轨迹图,验证了简化激活函数的可行性与MATLAB数值仿真的正确性.

摘要：提出了基于连续混沌时间尺度变换的连续混沌调频信号动力学设计理论,并以Colpitts电路为例给出了具体的实现模型.通过吸引子重构和Lyapunov指数分析,阐述了连续混沌调频信号的动力学特性.结果显示连续混沌调频信号的最大Lyapunov指数与混沌信号的最大Lyapunov指数相同;连续混沌调频信号的动力学设计实现方式简单且系统参数易于控制,同时信号形式与数学意义上的连续混沌调频信号保持一致.

摘要：通过对超空泡航行体的动力学描述,采用分段线性滑行力函数拟合复杂非线性滑行力函数,构建了超空泡航行体闭环控制动力学模型,获得以反馈控制增益为可变参数的四维混沌系统.利用相轨图、庞加莱映射、分岔图和Lyapunov指数等动力学分析工具,分析不同反馈控制增益变化时系统复杂的动力学行为。结果表明,超空泡航行体闭环控制动力学行为依赖于各个闭环控制增益,随着这些参数的变化,系统存在分岔、混沌、周期窗、共存吸引子和不完全费根鲍姆树等奇异的非线性物理现象;合理选择反馈增益,能够实现超空泡航行体的稳定航行。研究结果将对超空泡航行体反馈控制器的设计具有重要的指导意义。

摘要：连续混沌调频雷达的发射信号采用连续混沌信号实现信号调频,其性能逼近噪声调频信号,避免了离散调频设计中存在的前提限制(如:脉冲持续时间长、频率跳变等).基于混沌动力学理论,提出了连续混沌调频雷达的波形设计方法.该方法根据连续混沌调频信号的动力学模型,设定时间尺度变换函数,调制处于正弦振荡的Colpitts电路频率,可实现任意频谱结构的目标波形输出.该文结合设计实例给出了具体的设计步骤,并分析了设计性能,仿真结果表明该方法是有效可行的.

摘要：为了研究记忆混沌系统的动力学特性,提出了一个含广义记忆元件的简单3维自治混沌系统。分析了混沌记忆系统的记忆效应和混沌特性,进行了电路设计和相应的实验验证;并在平衡点及稳定性分析的基础上,讨论了记忆混沌系统随参数变化的动力学行为。结果表明,与基于忆阻器的混沌电路不同,新提出的系统有一个确定的平衡点,其动力学行为仅依赖于系统控制参数,存在分岔、混沌和阵发混沌等复杂非线性现象。

摘要：该文报道了3神经元Hopfield神经网络(HNN)在电磁感应电流作用下的初值敏感动力学。利用非理想忆阻突触,模拟由两个相邻神经元膜电位之差引起的电磁感应电流,构建了一种简单的4维忆阻Hopfield神经网络模型。借助理论分析和数值仿真,分析了不同忆阻突触耦合强度下的复杂动力学行为,揭示了与状态初值密切相关的特殊动力学行为。最后,设计了该忆阻HNN的模拟等效实现电路,并由PSIM电路仿真验证了MATLAB数值仿真的正确性。

摘要：通过对二次型Boost变换器开关状态的完整描述,推导了两个电感电流边界,建立了电流控制二次型Boost变换器的分段光滑迭代映射模型.对比分析了以输入电感电流或储能电感电流作为电流反馈量的非线性分岔行为.通过稳定性和工作模式分析,得到了电流控制二次型Boost变换器从稳定的周期1工作状态到次谐波振荡状态转移以及从电感电流不连续导电模式到连续导电模式转移的条件,并采用参数空间映射图,对二次型Boost变换器的工作状态域进行了估计.设计了实验电路,由实验结果证明了不同的参数变化有着不同的分岔路由,存在工作模式转移现象,电流控制二次型Boost变换器呈现复杂的动力学行为,实验结果验证了理论分析的正确性.

摘要：基于微控制器(MCU)设计了一个通用的四维混沌系统数字硬件实验电路,由此实现了9×7网格涡卷的混沌和超混沌吸引子的生成.本文基于由Colpitts振荡器模型延伸出的四维多涡卷超混沌系统,通过引入单位锯齿波函数替换原系统中的三角波函数,构建了一个便于MCU数字硬件实现的新的网格涡卷超混沌系统,并对新系统网格涡卷吸引子的形成机理进行了分析和数值仿真.通过采用Euler算法对新系统进行离散化,在实验电路的有效动态范围内可以生成比原系统更多网格涡卷数量的吸引子.实验结果有效验证了本文基于MCU实现的网格涡卷超混沌系统的可行性.

摘要：在三维线性系统中引入两个分段线性函数,构造了一个代数方程较为简单的网格涡卷混沌系统.通过对引入的锯齿波函数和改进型锯齿波函数的零点配置,完成了该系统指数2平衡点的数量和分布设计,实现了系统所生成混沌吸引子的涡卷数量和涡卷分布的控制.利用运算放大器、乘法器等模拟元器件设计了相应的锯齿波函数电路、改进型锯齿波函数电路以及三维线性系统电路,实现了本文所提出的网格涡卷混沌系统.实验结果与理论分析和数值仿真结果一致,验证了混沌吸引子的涡卷数量和涡卷分布设计的可行性.