为了提高混沌加密系统的保密性能,需要设计具有高复杂性的混沌系统。本文采用理论分析、数值仿真和电路实验的方法,研究了基于简化Lorenz系统的超混沌系统和多翼吸引子的设计、特性分析与电路实现问题,研究结果具有理论意义和实际应用价值。基于最新提出的简化Lorenz系统,分别采用线性反馈控制和正弦参数扰动两种方法设计了超混沌系统,对系统的平衡点、耗散性等特征进行了分析。在此基础上,采用坐标变换和非奇异变换的方法构造了四翼吸引子,增加了系统的行为复杂性及结构复杂性,为简化Lorenz超混沌系统在保密通信中的应用奠定了模型基础。从系统的相图演化、Lyapunov指数谱、分岔图、Poincare截面等方面对简化Lorenz超混沌系统和多翼系统的动力学行为进行了分析研究。观察到了许多典型的分岔现象,如倍周期分岔、切分岔、叉式分岔、同宿分岔等。当系统取某些特定参数时,发现了较为少见的圆环面及多吸引子共存的现象。为简化Lorenz超混沌系统在保密通信中的应用奠定了理论基础。采用分立元件,设计并实现了简化Lorenz超混沌系统及四翼吸引子的模拟电路,可调电阻阻值与系统参数一一对应,通过调节电阻,观察到了周期轨道、准周期轨道、混沌、四翼吸引子及超混沌等动力学现象。研究结果表明,电路实验结果与理论分析、仿真结果一致,简化Lorenz超混沌系统具有丰富的动力学特性和物理可实现性。为简化Lorenz超混沌系统在保密通信中的应用奠定了硬件实验基础。