基于忆阻的切换动力系统多吸引子流及其应用

忆阻的物理实现极大地鼓舞了深入研究电路的信息贮存能力的兴趣。电路的众多存储信息是某个非线性系统的一些吸引子。这样，基于忆阻的电路的非线性动力学行为特性将成为一个新的研究热点。同时，为了增大电路信息储存的容量和增强信息获取的准确性，也为了充分利用忆阻的能够被切换到介于低阻与高阻之间的多种不同的中间阻值记忆状态这一特性，有必要研究切换系统的多吸引子流的动态行为。本项目将发展动力系统稳定性和渐近性理论，利用多系统间的切换控制，试图创建更加合理的状态空间动态划分方法，进一步分析多吸引子的吸引区域，甚至研究动态吸引子序列的行为特性。针对基于忆阻的电路信息储存和获取，初步建立在多个动力系统间进行智能切换的动力系统多吸引子流分析方法。总之，切换动力系统的多吸引子流研究为电路信息储存和获取的实现提供了强有力的保证。本课题的研究，将对动力系统、切换控制、电路信息储存和获取等等的研究产生一定的推进作用。

该项目研究了复杂系统的多吸引子和吸引区域，建立了复杂系统具有任意多个吸引子的一系列判据，突破了多吸引子研究中需要构造公共Lyapunov 函数或多个Lyapunov 函数的瓶颈问题。研究了忆阻切换系统的多吸引子和吸引区域，利用所获得的大量吸引子，提出了一系列联想记忆设计方案。设计了基于忆阻器的电路系统，对其刺激-反应特征进行了深入系统的研究。分析了基于忆阻器的蔡氏混沌电路，研究了该电路的同步及在保密通讯中的应用。设计了基于忆阻器的Lorenz 电路系统，并对其动力学行为进行分析。研究了忆阻切换系统的反同步问题、指数镇定和最优控制，设计了无记忆和有记忆的反馈控制器，研究了基于忆阻器的内容可寻址存储问题，设计出相应的电路，并进行了理论分析和仿真实验，为利用忆阻的动力学行为特性模仿人脑的学习和记忆功能进行信息的储存与获取奠定了理论基础。. 主持项目期间加强相关领域的国际合作，先后两次出国参加国际学术会议，以及赴澳大利亚和卡塔尔进行短期学术工作访问。先后担任六个在国内外召开的国际学术会议的程序委员会主席。先后担任IEEE Transactions on Neural Networks；Neural Networks；Cognitive Computation等3 个SCI 收录国际学术期刊的编委。作为客座编委，先后在SCI收录学术期刊Neural Computing & Applications；Neurocomputing；International Journal of Fuzzy Systems等上组织了6 期学术专辑的出版。作为主编，先后组织出版了7 卷由Springer 出版社出版的学术会议论文集。该项目已正式发表标注基金资助的SCI 收录学术论文23篇，另有11 篇学术论文已被SCI 源刊发表或接收，即将被SCI 收录。