[发明专利]一种磁通控制型忆阻器的Simulink建模方法

摘要

本发明公开了一种磁通控制型忆阻器的Simulink建模方法。本发明中的输入信号源模块经过4个常数模块、2个加法模块、3个减法模块、2个乘法模块、2个绝对值模块、2个增益模块和1个阶跃函数模块，得到系统状态变量x的导数的表达式；系统状态变量x的导数的表达式经过积分模块，得到系统状态变量x；忆阻器的忆导值，在数值上与系统的状态变量x的倒数相等，系统状态变量x经过倒数模块，得到忆阻器的忆导值；输入信号源与忆阻器的忆导值经过乘法模块得到忆阻器电流量。本发明提出了一种实现忆阻器特性的Simulink模型，用以模拟忆阻器的电压电流特性，替代实际忆阻器进行实验和研究。

主权项

1.一种磁通控制型忆阻器的Simulink建模方法，其特征在于：建立磁通控制型忆阻器定义下的忆阻器数学模型：其中i(t)和vM(t)为流经忆阻器的电流和加在其两端的电压，GM(x,vM,t)是忆阻器的忆导值，x是系统的无量纲状态变量，GM(x,vM,t)的大小取决于x；定义：GM(x,vM,t)＝x‑1其中：R1和R2分别是忆阻器的忆阻值下限、上限饱和度，VT是阈值电压，α与β是常数，θ是阶跃函数依据上述忆阻器数学模型，建立实现忆阻器特性的Simulink模型为：输入信号源模块vM(t)和第一常数模块分别与第一加法模块的输入端相连，输入信号源模块vM(t)、第二常数模块分别与第一减法模块的正号、负号输入端相连，第一加法模块的输出端、减法模块1的输出端分别与第一绝对值模块和第二绝对值模块的输入端相连，第一绝对值模块的输出端与第二减法模块的正号输入端相连，第二绝对值模块的输出端与第二减法模块的负号输入端相连；第三常数模块与第三减法模块的正号输入端相连，第四常数模块与第三减法模块的负号输入端相连，第三减法模块的输出端与第二增益模块的输入端相连，第二增益模块的输出端和第二减法模块的输出端分别与第一乘法模块输入端相连；输入信号源模块vM(t)与第一增益模块的输入端相连，第一增益模块的输出端和第一乘法模块的输出端分别与第二加法模块的两个输入端相连；第五常数模块和第六常数模块分别与第一开关模块的上、下输入端相连，第七常数模块和第八常数模块分别与第二开关模块的上、下输入端相连，第一开关模块与第二开关模块的中间输入端都与积分模块的输出端相连，第一开关模块与第二开关模块的输出端分别与第二乘法模块的输入端相连；第二加法模块的输出端和第二乘法模块的输出端分别与第三乘法模块的输入端相连，第三乘法模块的输出端与积分模块的输入端相连，积分模块的输出端与倒数模块的输入端相连，倒数模块的输出端和输入信号源模块vM(t)分别与第四乘法模块的输入端相连；其中阶跃函数θ由所述的第五常数模块、第六常数模块、第七常数模块和第八常数模块、第一开关模块和第二开关模块以及第二乘法模块实现；第一开关模块和第二开关模块的输出是将积分模块输出的系统内部变量x的值与其内部设定的阈值进行比较，且当x大于等于第一开关所设定的忆阻器的下限饱和度R1时其输出为1，否则为0；而当x大于第二开关所设定的忆阻器的上限饱和度R2时其输出为0，否则为1；所述积分模块对系统状态变量x的导数进行积分运算，得到系统状态变量x，倒数模块是对系统状态变量x进行倒数运算，以得到忆阻器的忆导值G_M(x,v_M,t)。