混沌系统普遍存在于自然和社会中，是一种特殊且复杂的非线性系统，在经济学、生物学、物理学等领域有广泛应用前景，尤其是在保密通信方面。　　目前，分数阶微积分较整数阶微积分具有诸多优势而迅速成为研究的热点，比如物理意义更为清晰、描述与解释问题更为简单、与实际存在系统的数学模型更为接近等。本文主要就分数阶混沌系统的控制及同步的相关问题进行了研究，并实现图像数据的保密。本文的主要工作归纳如下:　　1.首先对混沌系统的背景、发展、同步的类型及方法、应用进行了简要介绍。对分数阶系统的基本概念进行了介绍，包括分数阶微积分的定义、分数阶系统的稳定性理论以及分数阶系统的数值仿真理论。　　2.针对分数阶Lorenz系统，研究了其同步控制问题，从控制器简化的角度上提出了四种同步控制策略，分别运用状态反馈控制及无源控制的方法进行同步算法设计。然后在仿真软件上实现数值仿真，通过仿真图比较几种设计方法的优劣性，分析参数的选取对系统同步时间及同步效果的影响，讨论不同同步策略对同步效果的影响。　　3.针对分数阶Lorenz系统以及分数阶统一混沌系统，研究了其自适应同步控制问题。在参数未知的情况下，分别运用特殊的矩阵配置法以及无源同步控制方法去构建相应的自适应控制器和自适应律，实现了系统之间的同步以及参数的估计。最后基于仿真软件进行数值仿真，通过仿真图进一步验证该方法的正确性与有效性。　　4.研究了图像数据的保密传输，将分数阶混沌系统之间的同步产生的混沌时间序列加入到要传输的图像上实现图像的加密，加密后的图像在直方图以及相邻像素相关系数的显示下具备有良好的安全性能。同时研究了彩色图像的加密和解密，通过分解成三基色巧妙地解决了这一问题。