时滞忆阻神经网络动力学分析与控制综述 被引量：9

1

作者 章联生 金耀初 宋永端 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期765-779,共15页

忆阻器(Memristor)是一种无源的二端电子元件,同时也是一种纳米级元件,具有低能耗、高存储、小体积和非易失性等特点.作为一种新型的存储器件,忆阻器的研制,有望使计算机实现人脑特有的信息存储与信息处理一体化的功能,打破目前冯·... 忆阻器(Memristor)是一种无源的二端电子元件,同时也是一种纳米级元件,具有低能耗、高存储、小体积和非易失性等特点.作为一种新型的存储器件,忆阻器的研制,有望使计算机实现人脑特有的信息存储与信息处理一体化的功能,打破目前冯·诺伊曼(Von Neumann)计算机架构,为下一代计算机的研制提供一种全新的架构.鉴于忆阻器与生物神经元突触具有十分相似的功能,使忆阻器得以充当人工神经元的突触,建立起一种基于忆阻器的人工神经网络即忆阻神经网络.忆阻器的问世,为人工神经网络从电路上模拟人脑提供了可能,必将极大推动人工智能的发展.此外,忆阻神经网络的硬件实现及信号传递过程中,不可避免会出现时滞与分岔等现象,因此讨论含各种时滞,如离散、分布、泄漏时滞以及它们混合的时滞忆阻神经网络系统更具有现实意义.首先介绍了忆阻器的多种数学模型及其分类,建立了时滞忆阻神经网络(Delayed memristive neural networks,DMNN)的数学模型并阐述了其优点.然后提出了处理时滞忆阻神经网络动力学行为与控制问题的两种思路,详细综述了时滞忆阻神经网络系统的稳定性(镇定)、耗散性与无源性及其同步控制方面的内容,简述了其他方面的动力学行为与控制,并介绍了时滞忆阻神经网络动力学行为与控制研究新方向.最后,对所述问题进行了总结与展望. 展开更多

关键词 忆阻器 时变时滞 忆阻神经网络 动力学行为 控制

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基于STDP规则的忆阻神经网络在图像存储中的应用 被引量：4

2

作者 王丽丹 段美涛 段书凯 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期642-647,共6页

忆阻器是具有记忆和类突触特性的非线性电路元件,将忆阻器与STDP学习规则相结合,提出了基于STDP学习规则的忆阻神经网络,并将它应用于二值图像的叠加和灰度图像的存储与输出。首先将忆阻器作突触,通过实验证实在特定形状动作电位下,可实... 忆阻器是具有记忆和类突触特性的非线性电路元件,将忆阻器与STDP学习规则相结合,提出了基于STDP学习规则的忆阻神经网络,并将它应用于二值图像的叠加和灰度图像的存储与输出。首先将忆阻器作突触,通过实验证实在特定形状动作电位下,可实现STDP学习规则;构建了4×4的忆阻交叉阵列神经网络;用16×16的忆阻交叉阵列神经网络实现二值图像的叠加。最后用N×N的忆阻神经网络实现了灰度图像的存储与输出。通过MATLAB仿真实验证实了该方案的有效性,该忆阻神经网络具有仿生特性,有望解决模式识别、人工智能中出现的复杂问题。 展开更多

关键词 图像存储 忆阻器 忆阻神经网络 STDP

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多种连接模型的忆阻神经网络学习

3

作者 李传东 田园 +1 位作者 陈玲 葛均辉 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期10-16,24,共8页

忆阻器以其独特的非易失性、天然的记忆功能以及纳米级尺寸,在人工神经网络、信号处理和模式识别等方面展现了巨大的应用前景。采用了基于STDP学习规则的忆阻神经网络,运用了网络自适应突变以及网络拓扑结构变化的基因算法,其中包括隐... 忆阻器以其独特的非易失性、天然的记忆功能以及纳米级尺寸,在人工神经网络、信号处理和模式识别等方面展现了巨大的应用前景。采用了基于STDP学习规则的忆阻神经网络,运用了网络自适应突变以及网络拓扑结构变化的基因算法,其中包括隐藏层神经元个数,连接权重以及神经网络突触模型的变化。比较了基于HP线性忆阻器模型,非线性忆阻器模型以及阈值模型这3种不同忆阻器模型的忆阻神经网络,并提出了学习效果更好的混合型忆阻神经网络。 展开更多

关键词 忆阻器 突触可塑性 基因算法 拓扑变异 混合型忆阻神经网络

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基于忆阻神经网络的车辆标志识别技术研究 被引量：2

4

作者 罗运鑫 佘堃 +1 位作者 于钥 李洋 《信息安全研究》 2021年第8期715-727,共13页

近几年,随着智能交通系统的发展,我国汽车保有量迅速增长,套牌车和无牌车大量出现,违法行为频繁发生.如何能快速准确地识别车辆标志,已成为交通信息安全管理部门亟待解决的问题.为了能快速准确地识别车辆标志,首先将忆阻器和卷积神经网... 近几年,随着智能交通系统的发展,我国汽车保有量迅速增长,套牌车和无牌车大量出现,违法行为频繁发生.如何能快速准确地识别车辆标志,已成为交通信息安全管理部门亟待解决的问题.为了能快速准确地识别车辆标志,首先将忆阻器和卷积神经网络结合起来进行车辆标志识别,提出一种全新的数字图像预处理算法.为了模拟真实场景中的噪声,基于VLR-40数据集构造4类新的数据集.然后通过2大实验对基于忆阻神经网络的车辆标志识别技术进行深入研究与分析.最后对车辆标志识别技术在智能交通信息安全中的应用进行了探讨. 展开更多

关键词 车辆标志识别 忆阻器 神经网络 VLR-40数据集 忆阻神经网络

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基于自适应控制的忆阻神经网络同步研究 被引量：4

5

作者 谢涛 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期178-184,共7页

研究了带有时变时滞的忆阻神经网络同步问题.通过运用菲利波夫解框架、微分包含理论、自适应控制技术,用一种新颖的李雅普诺夫函数设计了驱动——响应系统的自适应同步规则,获得了带有时滞的忆阻神经网络的自适应同步条件.最后,通过仿... 研究了带有时变时滞的忆阻神经网络同步问题.通过运用菲利波夫解框架、微分包含理论、自适应控制技术,用一种新颖的李雅普诺夫函数设计了驱动——响应系统的自适应同步规则,获得了带有时滞的忆阻神经网络的自适应同步条件.最后,通过仿真实验验证了同步条件的正确性. 展开更多

关键词 忆阻神经网络 时滞 自适应控制 同步条件

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不连续时滞分数阶忆阻神经网络的非线性动力学分析 被引量：4

6

作者 张冲 黄霞 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第3期82-90,共9页

提出一个具有不连续忆导函数的时滞分数阶忆阻神经网络模型,通过数值仿真研究其复杂非线性动力学行为。首先提出了不连续分数阶忆阻神经网络的数学模型;其次,分别将初值、分数阶及开关阶跃作为分岔参数,通过分岔图、相图、庞加莱截面等... 提出一个具有不连续忆导函数的时滞分数阶忆阻神经网络模型,通过数值仿真研究其复杂非线性动力学行为。首先提出了不连续分数阶忆阻神经网络的数学模型;其次,分别将初值、分数阶及开关阶跃作为分岔参数,通过分岔图、相图、庞加莱截面等数值分析手段验证了其典型的动力学行为。研究表明:不同于传统的倍周期分岔通向混沌的道路,该不连续忆阻神经网络通往混沌的道路为阵发混沌。另外,还揭示了不连续的忆导函数和开关阶跃对分数阶忆阻神经网络动力学行为的内在影响机制。 展开更多

关键词 不连续忆导函数 分数阶忆阻神经网络 分岔分析 开关阶跃 非线性动力学

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参数不匹配的时滞忆阻神经网络的指数同步 被引量：2

7

作者 王萌 黄霞 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期82-89,共8页

研究了参数不匹配情况下时滞忆阻神经网络的指数同步控制问题。由于忆阻神经网络连接权重的切换特性,相较于传统的连续神经网络,其同步控制更加困难。首先利用微分包含和集值映射理论,将不连续的忆阻神经网络转化为带有区间参数的不确... 研究了参数不匹配情况下时滞忆阻神经网络的指数同步控制问题。由于忆阻神经网络连接权重的切换特性,相较于传统的连续神经网络,其同步控制更加困难。首先利用微分包含和集值映射理论,将不连续的忆阻神经网络转化为带有区间参数的不确定系统。其次,设计了新的切换控制器,该切换控制器能够消除参数不匹配产生的同步误差。然后,通过选取合适的李雅普诺夫泛函,利用不等式放缩技术得到了两个忆阻神经网络取得指数同步的充分条件。最后,利用一个数值模拟算例验证了理论结果的正确性。 展开更多

关键词 参数不匹配 忆阻神经网络 时滞 指数同步 切换控制

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参数扰动下时滞忆阻神经网络的Lagrange稳定性 被引量：2

8

作者 李梁晨 甘勤涛 蔺佳哲 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期511-520,共10页

根据忆阻器物理特性,建立了一类荷控忆阻神经网络模型,模型中忆阻器的记忆特性被保留.针对实际忆阻器阻值与理想模型存在差异造成忆阻神经网络中参数不确定的问题,研究参数扰动下时滞忆阻神经网络的Lagrange稳定性.将模型重构为双重扰... 根据忆阻器物理特性,建立了一类荷控忆阻神经网络模型,模型中忆阻器的记忆特性被保留.针对实际忆阻器阻值与理想模型存在差异造成忆阻神经网络中参数不确定的问题,研究参数扰动下时滞忆阻神经网络的Lagrange稳定性.将模型重构为双重扰动形式以处理忆阻器忆阻值变化造成的模型中的参数变化.通过构造Lyapunov函数和应用线性矩阵不等式方法,以线性矩阵不等式形式给出了网络Lagrange稳定的充分条件,并给出了相应的全局指数吸引集的估计.最后,通过与现有模型的仿真结果对比,展示了所建立模型的优势.利用数值算例展示了参数扰动造成忆阻神经网络周期解的偏移,说明了研究参数扰动对忆阻神经网络稳定性影响的必要性,并验证了理论所得稳定性判据的可行性. 展开更多

关键词 忆阻神经网络 LAGRANGE稳定性 参数扰动 线性矩阵不等式

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惯性忆阻神经网络固定时间抗干扰聚类同步控制 被引量：1

9

作者 何海滨 胡元发 +1 位作者 郭志方 刘小洋 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2168-2176,共9页

本文研究了具有外部干扰的惯性忆阻神经网络固定时间聚类同步控制问题.通过设计一类经济型的固定时间控制器,保证了耦合网络系统在固定时间内以较少的能量消耗实现聚类同步.为提高网络的普适性,文中神经网络的激活函数为非连续函数.基于... 本文研究了具有外部干扰的惯性忆阻神经网络固定时间聚类同步控制问题.通过设计一类经济型的固定时间控制器,保证了耦合网络系统在固定时间内以较少的能量消耗实现聚类同步.为提高网络的普适性,文中神经网络的激活函数为非连续函数.基于Filippov解理论以及固定时间控制理论,获得了耦合网络的同步性判据,给出了收敛时间的具体上界,验证了网络抗干扰能力.最后,通过数值仿真说明了理论结果的有效性. 展开更多

关键词 惯性忆阻神经网络 聚类同步 固定时间 外部干扰

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时滞忆阻神经网络在反馈控制下的指数同步 被引量：1

10

作者 王梦梦 周小涛 李露露 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第1期141-144,共4页

文章研究时滞忆阻神经网络在反馈控制下的指数同步问题。与传统的连续神经网络相比,忆阻神经网络激活函数的不连续性使其达到同步更加困难。该文首先通过微分包含的概念和集值映射理论转化忆阻神经网络,并设计了一个新的反馈控制器;然... 文章研究时滞忆阻神经网络在反馈控制下的指数同步问题。与传统的连续神经网络相比,忆阻神经网络激活函数的不连续性使其达到同步更加困难。该文首先通过微分包含的概念和集值映射理论转化忆阻神经网络,并设计了一个新的反馈控制器;然后通过选取适当的李雅普诺夫函数并使用不等式放缩技巧,得到系统指数同步的充分条件。数值算例验证了理论结果的正确性。 展开更多

关键词 忆阻神经网络 时延 指数同步 反馈控制 Halanay不等式

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具有变时滞的随机忆阻神经网络在固定时间内的控制同步

11

作者 蒲浩 黄建文 +2 位作者 秦进 王正伟 王杏 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期158-165,共8页

研究了一类具有混合变时滞的随机忆阻神经网络在固定时间内的控制同步问题.通过集值映射,随机微分包含理论,固定时间内稳定性理论,李雅普诺夫函数,伊藤公式和一些不等式方法,在与时滞τ,随机扰动项及转换跳跃Ti相关的恰当的反馈控制器ui... 研究了一类具有混合变时滞的随机忆阻神经网络在固定时间内的控制同步问题.通过集值映射,随机微分包含理论,固定时间内稳定性理论,李雅普诺夫函数,伊藤公式和一些不等式方法,在与时滞τ,随机扰动项及转换跳跃Ti相关的恰当的反馈控制器ui(t)的控制下,得到了新的该神经网络在固定时间内控制同步的充分条件. 展开更多

关键词 忆阻神经网络 固定时间同步 转换跳跃 随机扰动 变时滞 p-范数

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基于忆阻器卷积神经网络的表情识别 被引量：3

12

作者 赵益波 蒋文 +1 位作者 孟若禹 李业宁 《电子测量技术》 北大核心 2022年第16期93-101,共9页

忆阻器具有纳米级尺寸、低功耗、类似神经突触等优点,在神经计算、图像分类等领域具有广阔的应用前景。本文提出了一种基于忆阻器卷积神经网络的面部表情识别方法,首先基于忆阻器构建了ResNet卷积神经网络,并对ResNet网络进行剪枝操作,... 忆阻器具有纳米级尺寸、低功耗、类似神经突触等优点,在神经计算、图像分类等领域具有广阔的应用前景。本文提出了一种基于忆阻器卷积神经网络的面部表情识别方法,首先基于忆阻器构建了ResNet卷积神经网络,并对ResNet网络进行剪枝操作,然后将ResNet模型的所有卷积层以及全连接层的权重映射为忆阻器十字交叉阵列中忆阻器的忆导值。实验结果显示忆阻器卷积神经网络模型在FER2013数据集上的识别准确率为63.82%,在CK+数据集上的识别准确率为93.95%。相比与原卷积网路,准确率损失仅分别为0.31%和0.76%。最后测试了忆阻器的非理想特性对准确率的影响,为忆阻器神经网络的实际部署提供参考。 展开更多

关键词 忆阻器神经网络 表情识别 ResNet 卷积神经网络

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忆阻细胞神经网络在车牌定位中的应用 被引量：7

13

作者 张凤清 段书凯 +1 位作者 王丽丹 胡小方 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第06A期58-60,63,共4页

将新型的电路元件忆阻器与传统细胞神经网络相结合,构建出体积小、功耗低、计算速度快的忆阻细胞神经网络。用该网络实现对车牌图像定位的预处理,对应的计算机仿真结果验证了方案的有效性。提出的忆阻细胞神经网络将提高硬件电路实现的... 将新型的电路元件忆阻器与传统细胞神经网络相结合,构建出体积小、功耗低、计算速度快的忆阻细胞神经网络。用该网络实现对车牌图像定位的预处理,对应的计算机仿真结果验证了方案的有效性。提出的忆阻细胞神经网络将提高硬件电路实现的集成度,同时也有利于车牌识别速度和效率的提高。 展开更多

关键词 忆阻器 忆阻细胞神经网络 车牌定位 预处理

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一类基于忆阻器分数阶时滞神经网络的修正投影同步 被引量：9

14

作者 张玮玮 陈定元 +1 位作者 吴然超 曹进德 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第2期239-248,共10页

基于忆阻器分数阶时滞神经网络的研究是一个热点问题.该文主要研究了基于忆阻器分数阶时滞混沌神经网络的修正投影同步.结合分数阶微分不等式,得到了实现主动-被动系统获得同步的充分条件.其研究结果更具有一般性.相应的数值模拟证实了... 基于忆阻器分数阶时滞神经网络的研究是一个热点问题.该文主要研究了基于忆阻器分数阶时滞混沌神经网络的修正投影同步.结合分数阶微分不等式,得到了实现主动-被动系统获得同步的充分条件.其研究结果更具有一般性.相应的数值模拟证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 分数阶 基于忆阻器神经网络 时滞 修正投影同步

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基于忆阻电磁辐射的极简环形HNN动力学行为增强研究

15

作者 赖强 秦铭宏 《贵州师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页

忆阻器独特的非线性能够使人工神经网络产生复杂的类脑动力学行为。使用忆阻器描述神经元的外部电磁辐射,在仅含单向突触连接的三节点周期态Hopfield神经网络的基础上构造了一系列含丰富动力学行为的忆阻神经网络(MHNN)。数值分析表明,... 忆阻器独特的非线性能够使人工神经网络产生复杂的类脑动力学行为。使用忆阻器描述神经元的外部电磁辐射,在仅含单向突触连接的三节点周期态Hopfield神经网络的基础上构造了一系列含丰富动力学行为的忆阻神经网络(MHNN)。数值分析表明,当单个或多个忆阻器参数发生改变时,MHNN将产生多样分岔行为和动力学演化过程。在不同初值的作用下,丰富的同构多稳态现象被吸引盆和相图刻画,如周期与周期吸引子、混沌与混沌吸引子。通过调整忆阻耦合强度,在MHNN中还发现了调幅控制行为。此外,借助电子电路实验对MHNN的物理存在性进行了检验。最后,基于MHNN设计了一种新型伪随机数发生器(PRNG),并通过NIST测试验证其优良伪随机性。 展开更多

关键词 忆阻神经网络 多稳态 调幅控制 电路实现

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