A Chaotic Oscillator Based on HP Memristor Model

Abstract

This paper proposes a simple autonomous memristor-based oscillator for generating periodic signals. Applying an external sinusoidal excitation to the autonomous system, a nonautonomous oscillator is obtained, which contains HP memristor model and four linear circuit elements. This memristor-based oscillator can generate periodic, chaotic, and hyperchaotic signals under the periodic excitation and an appropriate set of circuit parameters. It also shows that the system exhibits alternately a hidden attractor with no equilibrium and a self-excited attractor with a line equilibrium as time goes on. Furthermore, some specialties including burst chaos, irregular periodic bifurcations, and nonintermittence chaos of the circuit are found by theoretical analysis and numerical simulations. Finally, a discrete model for the HP memristor is given and the main statistical properties of this memristor-based oscillator are verified via DSP chip experiments and NIST (National Institute of Standards and Technology) tests.

Methods for bifurcation and recurrent analysis of nonlinear dynamical systems on memristive circuit example

“…Одним из важнейших критериев является вычислительная эффективность решателя. Чтобы ее оценить, построим зависимость времени, затраченного на решение, от достигаемой точности моделирования для некоторых методов интегрирования, применив их для решения системы (1). Сравним несколько экстраполяционных решателей ОДУ 8-го порядка алгебраической точности с переменным шагом и выберем метод с наилучшей производительностью.…”

“…Даже самые простые нелинейные системы могут обладать хаотическими режимами поведения [1,2]. Одним из ярких примеров таких систем являются цепи с мемристорами 1 , находящие применение в таких областях науки и техники, как энергонезависимая память, нелинейные цепи и нейроморфные системы [3].…”

“…Из рис. 2 следует, что экстраполяционный решатель, основанный на полуявном методе CD, наиболее эффективен для конечно-разностной модели системы(1). Он используется в дальнейших экспериментах для ускорения расчетов при решении вычислительно затратной задачи построения многомерных бифуркационных диаграмм.…”

Adaptive Control Synchronization of a Novel Memristive Chaotic System for Secure Communication Applications

“…Many chaos systems based on memristor schemes management have been established. Wang et al [14] used the HP memristor model for proposing a simple chaotic signals oscillator. The proposed memristor model is designed for generating more composite pseudorandom signals depending on a flux-controlled memristive element that can create chaotic complex signals.…”

Coexisting Oscillation and Extreme Multistability for a Memcapacitor‐Based Circuit

“…The paper [7] introduced a complete mathematical model for the HP memristor which takes into consideration all boundary situations providing the interrelation between memristance charge and flux. Based on HP memristor and other memristor models, some chaotic oscillators were presented [8][9][10]. Recently, a new memristorbased chaotic system was designed based on HP memristor in [11] and was realized using FPGA (Field Programmable Gate Array) technology.…”