混沌作为非线性动力学系统中所特有的一种运动形式,由于其具有对初始条件极端敏感性和内在随机性等特点,使其在物理学、生物学以及数字通信等各种科学领域得到了广泛的应用。同时,由于混沌同步控制在工程领域中具有潜在应用,因而越来越得到研究者的重视,并成为混沌研究的热点课题之一。本文主要对构建的新型整数阶和分数阶混沌系统的动力学特性分析,设计相应的混沌系统电路以及实现混沌系统同步控制与应用,主要成果为：(1)给出了分数阶次数为0.01-0.99的传递函数近似表达式及其对应等效电路利用波特图频域近似算法,计算了步长为0.01,分数阶阶次为0.01-0.99的传递函数近似表达式,并且频率范围在10-2rad/s与102rad/s之间的误差为1dB或2dB。然后,根据电阻电容串并联型和混合型两种不同的分数阶单元等效电路,完整地给出了对应阶次的单元等效电路电阻与电容值。(2)提出了五种不同拓扑结构的新型混沌系统,并完成相应的电路设计与仿真首先,利用数值分析方法对新型混沌系统的基本动力学特性进行深入研究,并设计不同混沌系统的模拟电路。其次,将整数阶混沌系统拓展为分数阶混沌系统,并进行分数阶混沌系统动力学分析以及电路实现。最后,基于IEEEE-754标准和模块化设计理念,完成了五维变形Chua’s混沌系统的现场可编程逻辑门阵列硬件实验。(3)实现了分数阶混沌系统之间、整数阶与分数阶混沌系统之间的同步和应用首先,根据Lyapunov稳定性理论和分数阶系统稳定性理论,设计非线性反馈控制器,实现两个分数阶Chua’s混沌系统错位投影同步的无感模块化电路,并将分数阶Chua’s混沌系统的同步应用于保密通信。其次,提出了一种新型图像加密传输方案,并研究了整数阶与分数阶四翼混沌系统之间的同步在图像加密传输中的应用。最后,以新型五维变形Chua’s混沌系统为例,研究了超混沌序列在图像加密中的应用。