混沌是确定性非线性科学领域重点研究内容，分数阶混沌信号具有比整数阶混沌信号更为复杂的混沌行为，使得分数阶混沌系统在保密通信等工程领域中具有巨大的应用潜力和发展前景。混沌掩盖技术把所需传送的有用信号叠加到混沌信号中形成混合信号，传送过程中具有很强的保密性，目前很多研究者只关注简单非周期混沌信号的传送问题，而对复杂非周期信号的研究甚少，真正实际应用更少。本文利用分数阶微积分理论，通过数值仿真研究了分数阶混沌系统的同步及其在保密通信方面中的应用问题，作者主要研究了以下几方面的内容：（1）基于分数阶微分算子及其复域表示方式，研究了分数阶R ssler混沌系统，建立了该系统的动态仿真模型，并对其电路进行了结构和参数设计，通过对2.7阶R ssler混沌系统的动态仿真和电路实验，证实了该系统确实存在混沌现象。（2）基于波特图的频域近似方法，分别研究了分数阶Chen混沌系统的两个相同对称之间和两个相同不对称之间的同步控制问题，利用主动控制方法，通过设计适当的控制器分别实现了系统的两个相同对称之间和两个相同不对称之间同步。（3）提出了一种新的分数阶超混沌系统设计控制器的新方法，将非线性项分为线性相关项和线性不相关项，只需在线性相关项设计控制器，简化了控制器的结构，实现了分数阶超混沌Lorenz系统之间的同步，并成功应用到保密通信中。（4）提出了一类分数阶超混沌系统同步控制的新方法，通过在分数阶超混沌响应系统中设计两个控制器，实现了分数阶超混沌Chen系统之间的同步。并将该方案应用到保密通信中，利用混沌掩盖技术，实现了复杂非周期信号的安全传送，在接收端通过去掩盖，毫无失真地恢复了有用传送信号。数值仿真和理论分析结果的一致性表明了该方案的有效性和可行性。