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双极性脉冲忆阻桥电子突触神经网络及图像处理被引量：3: 2017年; 忆阻器是一种具有天然信息存储能力和纳米级尺寸的类突触元件,由忆阻器构成的桥式突触电路结构简单、控制精确,有望应用于人工神经网络、超大规模集成电路、图像处理、模式识别等领域,然而传统的忆阻桥突触电路在突触模拟的过程中,由于单极性脉冲造成的通量积累会对权值模拟产生一定的误差.本文提出了一种新型的忆阻突触桥电路,该电路有效克服了传统桥电路忆阻值漂移的问题,由该电路构成的新型忆阻神经网络应用于图像处理中有着更为明显的优势,文中通过仿真实验验证了该方案的可行性,说明基于双极性脉冲发生器忆阻桥神经网络具有更加高效的仿生特性,而且集成度更高、模板更易更换,有望更有效解决实时的复杂的智能问题.; 冯广段书凯王丽丹; 关键词：神经网络图像处理

基于串并联磁控忆阻器的耦合行为研究被引量：1: 2015年; 忆阻器是纳米级器件,其功耗低,集成度高,有着巨大的应用潜能.单个器件具有丰富的电学性质,其串并联电路更展现了丰富的动力学行为.然而,忆阻器在高密度集成的环境下,其耦合效应不可忽视.因此,本文首先基于磁控忆阻器推导了耦合忆阻器的数学模型.其次,在考虑不同极性连接和耦合强度的前提下,讨论两个磁控忆阻器串并联的耦合情况,进行了详细的理论分析,并通过数值仿真探索了耦合效应对忆阻系统的影响.同时,设计了基于Matlab的图形用户界面,直观地展示了不同参数下的耦合特性曲线.进一步,本文展示了有无耦合情况下,初始阻值对忆阻器正常工作范围的影响.最后,构建耦合忆阻器的Pspice仿真器,从电路的角度再次验证了忆阻器间的耦合效应.实验结果表明:同极性耦合增强了阻值的改变,相反极性的耦合减缓了阻值的改变.这些动力学特性可以很好地应用于忆阻网络中,也为全面考虑忆阻系统电路的设计提供了强大的理论基础.; 王颜杨玖王丽丹段书凯; 关键词：图形用户界面 PSPICE

一种反向串联忆阻突触电路的设计及应用被引量：4: 2016年; 忆阻器的记忆效应类似于生物神经系统中突触的功能,其纳米级尺寸、低功耗和高集成度等特性,使得忆阻突触具有仿生智能的信息处理能力,这对构建神经形态系统具有重要意义.本文在改进忆阻器模型的基础上,设计了一种反向串联忆阻开关型突触电路.当开关断开时,周期方波电压对忆阻值(权值)进行调节,实现权值更新;当开关闭合时,突触电路中的忆阻值被用于连接权值来存储信息.该突触电路具有STDP(spike-time-dependent-lasticity)仿生学习能力和阻值线性连续特性.本文将此突触电路应用于交叉阵列的图像存储中,优化了存储方案,讨论了噪声电压对图像存储的影响,进行了数值分析和仿真比较.实验结果表明:所提出的存储方案比单忆阻器交叉阵列存储方法更具有可靠性和鲁棒性.; 杨玖王丽丹段书凯; 关键词：图像存储

基于STDP规则和忆阻桥突触的神经网络及图像处理被引量：6: 2014年; 忆阻器是具有记忆和类突触特性的非线性电路元件.基于此特性,文中提出了一个基于STDP(spike-time-dependent plasticity)学习规则的忆阻桥突触电路,它具有可以作为人工神经网络突触的优势.根据此优势,将这个新的电路与其他电路和网络结合,构成全新的电路和网络.首先将该忆阻桥突触电路和3个附加的晶体管结合在一起,实现神经网络的突触运算,并构建完整的忆阻桥突触神经网络.然后再将它与细胞神经网络结合用于图像去噪、边缘提取、角检测和汉字识别.最后,通过一系列的仿真实验证实了该方案的可行性,说明基于STDP学习规则的忆阻桥突触神经网络更具仿生特性,而且集成度更高、模板更易更换,有望解决实时的复杂的智能问题.; 王丽丹段美涛段书凯胡小方; 关键词：突触神经网络图像处理

基于自适应九点算法的智能交通灯控制系统被引量：5: 2017年; 智能交通灯的研究对我国的道路安全、城市规划、节能减排等具有非常重要的意义.本研究以STC89C52作为控制芯片,以九点模糊为控制算法,设计一个智能交通灯控制系统.外围电路包括红外避障电路、信号采样电路、语音计数电路、A/D转换电路,当监控到闯红灯现象时给出语音安全提示并触发计数电路计数.系统采用九点模糊控制算法对各个方向的车流量的比值进行比较来实现对红绿灯时间的自适应调整.整个系统控制灵活便捷,能达到"忙道长通,闲道短通"的目的,具有良好的实时性.; 郭秀珍王丽丹何真承范玥汪静段书凯; 关键词：智能交通灯

一种改进的WO_x忆阻器模型及其突触特性分析被引量：8: 2015年; 忆阻器被定义为第四种基本电子元器件,其模型的研究呈现多样性.目前,忆阻器模型与忆阻器实际特性的切合程度引起了研究者的广泛关注.通过改变离子扩散项,提出了一种新的WOx忆阻器模型,更好地匹配了忆阻器的实际行为特性.首先,新的模型不仅能够描述忆阻器的一般特性,而且能够俘获记忆丢失行为.另外,将新的忆阻器作为神经突触,分析了脉冲速率依赖可塑性、短期可塑性、长期可塑性,并发现了与生物系统中极为相似的"经验学习"现象.最后,考虑到温度与离子扩散系数的关系,探讨了温度对突触权值弛豫过程的影响.实验表明,新忆阻器模型比原来的模型更切合实际,且更适合作为突触而应用到神经形态系统之中.; 孟凡一段书凯王丽丹胡小方董哲康; 关键词：突触可塑性温度

两类纳米级非线性忆阻器模型及串并联研究被引量：3: 2014年; 忆阻器是一种新型的非线性动态可变电阻器,其阻值的变化依赖于通过它的电荷量或磁通量.作为第四种基本电路元器件,忆阻器在非易失性存储器、非线性电路及系统、神经形态系统等领域中有巨大的应用潜能.忆阻器串并联组合电路具有比单个忆阻器更为丰富的器件特性,引起了研究者越来越多的关注.本文推导了带有窗函数的闭合形式的电荷及磁通量控制的忆阻器非线性模型,能够有效地模拟忆阻器边缘附近的非线性离子迁移现象,同时保证忆阻器的边界条件.进一步,分别从忆阻器的器件参数和激励阈值两个角度,对忆阻器串并联电路进行了全面的理论推导和数值分析.为了更加直观地观察忆阻器串并联特性,设计了一种基于Matlab的忆阻器串并联图形用户界面,能够清晰地展示两种分类方式下忆阻系统的器件特性,可为忆阻器组合电路的后续研究提供良好的理论参考和实验依据.; 董哲康段书凯胡小方王丽丹; 关键词：非线性模型串并联电路图形用户界面

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留学人员科技活动项目择优资助经费([2012]186)