Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)


Образец для цитирования:

Корнеев И. А., Слепнев А. В., Семенов В. В., Вадивасова Т. Е. Взаимная синхронизация диссипативно связанных мемристивных генераторов //Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Физика. 2020. Т. 20, вып. 3. С. 210-221. DOI: https://doi.org/10.18500/1817-3020-2020-20-3-210-221

Опубликована онлайн: 
31.08.2020
Язык публикации: 
русский
УДК: 
530.182

Взаимная синхронизация диссипативно связанных мемристивных генераторов

Авторы: 
Корнеев Иван Александрович, Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Слепнев Андрей Вячеславович, Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Семенов Владимир Викторович, Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Вадивасова Татьяна Евгеньевна, Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Исследуются особенности полной и частотной синхронизации в системе двух диссипативно связанных мемристивных генераторов периодических колебаний. Демонстрируются особенности синхронизации, связанные с мемристивным характером взаимодействующих систем. Они заключаются в непрерывной зависимости границ синхронизации (как полной, так и частотной) от начальных условий, в частности от начального состояния мемристивных элементов двух генераторов. Исследуется влияние неидеального характера мемристивных элементов, приводящее к исчезновению чувствительности к начальным условиям.

DOI: 
10.18500/1817-3020-2020-20-3-210-221
Библиографический список: 
  1. Chua L. O. Memristor – The missing circuit element // IEEE Transactions on Electron Devices. 1971. Vol. 18. P. 507–519. DOI: https://doi.org/10.1109/TCT.1971.1083337
  2. Strukov D. B., Snider G. S., Stewart D. R., Williams R. S. The missing memristor found // Nature. 2008. Vol. 453. P. 80–83. DOI: https://doi.org/10.1038/nature06932
  3. Berzina T., Smerieri A., Bernabó M., Pucci A., Ruggeri G., Erokhin V., Fontana M. Optimization of an organic memristor as an adaptive memory element // Journal of Applied Physics. 2009. Vol. 105, № 12. P. 124515. DOI: https://doi.org/10.1063/1.3153944
  4. Jeong H. Y., Kim J. Y., Kim J. W., Hwang J. O., Kim J. E., Lee J. Y., Choi S. Y. Graphene oxide thin films for flexible nonvolatile memory applications // Nano Letters. 2010. Vol. 10, № 11. P. 4381–4386. DOI: https://doi.org/10.1021/nl101902k
  5. Chang T., Jo S.-H., Kim K.-H., Sheridan P., Gaba S., Lu W. Synaptic behaviors and modeling of a metal oxide memristive device // Applied Physics A. 2011. Vol. 102. P. 857–863. DOI: https://doi.org/10.1007/s00339-011-6296-1
  6. Yang Y., Sheridan P., Lu W. Complementary resistive switching in tantalum oxide-based resistive memory devices // Applied Physics Letters. 2012. Vol. 100, № 20. P. 203–112. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4719198
  7. Strachan J., Torrezan A., Miao F., Pickett M., Yang J., Yi W., Medeiros-Ribeiro G., Williams R. State dynamics and modeling of tantalum oxide memristors // IEEE Transactions on Electron Devices. 2013. Vol. 60, № 7. P. 2194–2202. DOI: https://doi.org/10.1109/TED.2013.2264476
  8. Liu G., Chen Y., Wang C., Zhang W., Li R.-W., Wang L. Polymer memristor for information storage and neuromorphic applications // Materials Horizons. 2014. Vol. 1, № 5. P. 489–506. DOI: https://doi.org/10.1039/C4MH00067F
  9. Erokhina S., Sorokin V., Erokhin V. Polyaniline-based organic memristive device fabricated bylayed-by-layed deposition technique // Electronic Materials Letters. 2015. Vol. 11, № 5. P. 801–805. DOI: https://doi.org/10.1007/s13391-015-4329-1
  10. Chua L. O., Kang S. M. Memristive devices and systems // Proceedings of the IEEE. 1976. Vol. 64, iss. 2. P. 209–223. DOI: https://doi.org/10.1109/PROC.1976.10092
  11. Volos C. K., Kyprianidis I. M., Stouboulos I. N., MunozPacheko J. M., Pham V. T. Synchronization of chaotic nonlinear circuits via a memristor // Journal of Engineering Science & Technology Review. 2015. Vol. 8, iss. 2. P. 44–51.
  12. Anishchenko V. S., Astakhov V. V., Neiman A. B., Vadivasova T. E., Schimansky-Geier L. Nonlinear dynamics of chaotic and stochastic systems: tutorial and modern developments. Springer Science & Business Media, 2007. 455 p.
  13. Messias M., Nespoli C., Botta V. A. Hopf bifurcation from lines of equilibria without parameters in memristor oscillators // International Journal of Bifurcation and Chaos. 2010. Vol. 20, № 2. P. 437–450. DOI: https://doi.org/10.1142/S0218127410025521
  14. Pirani V. A. B., Néspoli C., Messias M. Mathematical Analisys of a Third-order Memristor-based Chua’s Oscillator // Trends in Applied and Computational Mathematics. 2011. Vol. 12, № 2. P. 91–99. DOI: https://doi.org/10.5540/tema.2011.012.02.0091
  15. Riaza R. Manifolds of equilibria and bifurcations without parameters in memristive circuits // SIAM Journal on Applied Mathematics. 2012. Vol. 72, iss. 3. P. 877–896. DOI: https://doi.org/10.1137/100816559
  16. Fitch A. L., Yu D., Iu H. H. C., Sreeram V. Hyperchaos on memristor-based modified canonical Chua`s circuit // International Journal of Bifurcation and Chaos. 2012. Vol. 22, № 6. P. 1250133–1250138. DOI: https://doi.org/10.1142/S0218127412501337
  17. Li Q., Hu S., Tang S., Zeng G. Hyperchaos and horseshoe in a 4D memristive system with a line of equilibria and its implementation // International Journal of Circuit Theory and Applications. 2014. Vol. 42, iss. 11. P. 1172–1188. DOI: https://doi.org/10.1002/cta.1912
  18. Pham V. T., Volos C. K., Vaidyanathan S., Le T. P., Vu V. Y. A memristor-based hyperchaotic system with hidden attractors: dynamics, synchronization and circuital emulating // Journal of Engineering Science & Technology Review. 2015. Vol. 8, iss. 2. P. 205–214.
  19. Kengne J., Tabekoung Z. N., Namba V. K., Negou A. N. Periodicity, chaos and multiple attractors in a memristorbased Shinriki`s circuit // Chaos : An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. 2015. Vol. 25. P. 103126. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4934653
  20. Semenov V., Korneev I., Arinushkin P., Strelkova G., Vadivasova T., Anishchenko V. Numerical and experimental studies of attractors in memristor-based Chua’s oscillator with a line of equilibria. Noise-induced effects // The European Physical Journal Special Topics. 2015. Vol. 224, iss. 8. P. 1553–1561. DOI: https://doi.org/10.1140/epjst/e2015-02479-6
  21. Korneev I. A., Vadivasova T. E., Semenov V. V. Hard and soft excitation of oscillations in memristor-based oscillators with a line of equilibria // Nonlinear Dynamics. 2017. Vol. 89, iss. 4. P. 2829–2843. DOI: https://doi.org/10.1007/s11071-017-3628-5
  22. Korneev I. A., Semenov V. V. Andronov-Hopf bifurcation with and without parameter in a cubic memristor oscillator with a line of equilibria // Chaos : An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. 2017. Vol. 27, iss. 8. P. 081104(1–5). DOI: https://doi.org/10.1063/1.4996401
  23. Frasca M., Gambuzza L., Buscarino A., Fortuna L. Implementation of adaptive coupling through memristor // Physica Status Solidi C. 2014. Vol. 12, iss. 1–2. P. 206210. DOI: https://doi.org/10.1002/pssc.201400097
  24. Gambuzza L., Buscarino A., Fortuna L., Frasca M. Memristor-based adaptive coupling for consensus and synchronization // IEEE Transactions on Circuits and Systems I : Regular Papers. 2015. Vol. 62, iss. 4. P. 1175–1184. DOI: https://doi.org/10.1109/TCSI.2015.2395631
  25. Volos C. K., Pham V.-T., Vaidyanathan S., Kyprianidis I. M., Stouboulos I. N. The case of bidirectionally coupled nonlinear circuits via a memristor // Advances and Applications in Nonlinear Control Systems. 2016. Vol. 635. P. 317–350. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-30169-3_15
  26. Ignatov M., Hansen M., Ziegler M., Kohlstedt H. Synchronization of two memristively coupled van der Pol oscillators // Applied Physics Letters. 2016. Vol. 108, iss. 8. P. 84–105. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4942832
  27. Корнеев И. А., Шабалина О. Г., Семенов В. В., Вадивасова Т. Е. Синхронизация автогенераторов, взаимодействующих через мемристор // Известия вузов. ПНД. 2018. Т. 26, № 2. C. 24–40. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2018-26-2-24-40
  28. Xu F., Zhang J., Fang T., Huang Sh., Wang M. Synchronous dynamics in neural system coupled with memristive synapse // Nonlinear Dynamics. 2018. Vol. 92, № 3. P. 1395–1402. DOI: https://doi.org/10.1007/s11071-018-4134-0
  29. Yang X., Cao J., Yu W. Exponential synchronization of memristive Cohen–Grossberg neural networks with mixed delays // Cognitive Neurodynamics. 2014. Vol. 8, № 3. P. 239–249. DOI: https://doi.org/10.1007/s11571-013-9277-6
  30. Hu X., Duan Sh. Adaptive synchronization of memristorbased chaotic neural systems // Journal of Engineering Science and Technology Review. Rev. 2015. Vol. 8, iss. 2. P. 17–23.
  31. Yangand X., Ho D. W. C. Synchronization of delayed memristive neural networks : Robust analysis approach // IEEE Transactions on Cybernetics. 2016. Vol. 46, iss. 12, № 2. P. 3377–3387. DOI: https://doi.org/10.1109/TCYB.2015.2505903
  32. Zhao H., Li L., Peng H., Kurths J., Xiao J., Yang Y. Anti-synchronization for stochastic memristor-based neural networks with non-modeled dynamics via adaptive control approach // The European Physical Journal B. 2015. Vol. 88, iss. 5. P. 1–10. DOI: https://doi.org/10.1140/epjb/e2015-50798-9
  33. Wang C., Lv M., Alsaedi A., Ma J. Synchronization stability and pattern selection in a memristive neuronal network // Chaos : An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. 2017. Vol. 27, iss. 11. P. 113108(1–8). DOI: https://doi.org/10.1063/1.5004234
  34. Zhang L., Yang Y., Wang F. Lag synchronization for fractional-order memristive neural networks via period intermittent control // Nonlinear Dynamics. 2017. Vol. 89. P. 367–381. DOI: https://doi.org/10.1007/s11071-017-3459-4
  35. Chen C., Li L., Peng H., Yang Y., Li T. Synchronization control of coupled memristor-based neural networks with mixed delays and stochastic perturbations // Neural Processing Letters. 2018. Vol. 47, № 2. P. 679–696. DOI: https://doi.org/10.1007/s11063-017-9675-6
  36. Fiedler B., Liebscher S., Alexander J. Generic Hopf bifurcation from lines of equilibria without parameters: I. theory // Journal of Differential Equations. 2000. Vol. 167, iss. 1. P. 16–35. DOI: https://doi.org/10.1006/jdeq.2000.3779
  37. Chen L., Li Ch., Huang T., Chen Y., Wen Sh., Qi J. A synapse memristor model with forgetting effect // Physics Letters A. 2013. Vol. 377, iss. 45–48. P. 3260–3265. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physleta.2013.10.024
  38. Zhou E., Fang L., Yang B. A general method to describe forgetting effect of memristor // Physics Letters A. 2019. Vol. 383, iss. 10. P. 942–948. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physleta.2018.12.028
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 8)