自上世纪七十年代以来,混沌系统特性及其应用的研究引起了大量科研人员的关注。由于分数阶混沌系统表现出了更为复杂的动力学特性,所以对于分数阶混沌系统的动力学特性及其应用的研究正逐渐成为一个新的研究热点。本文以一类分数阶四翼混沌系统作为研究对象,研究了该类分数阶混沌系统的非线性动力学特性、硬件电路实现、同步控制以及视频图像加密的问题,论文的主要工作如下:1.研究了一类分数阶四翼混沌系统的动力学特性。首先,对该类分数阶混沌系统的平衡点进行了研究,判断了该类分数阶混沌系统平衡点的类型。其次,采用时频域转换法和预估-校正法分析了该类分数阶混沌系统的动态特性,给出了该类分数阶混沌系统的Lyapunov指数图和分岔图,并通过相轨迹说明了共存吸引子的存在。2.分别利用模拟电路和数字电路实现了该类分数阶混沌系统。在模拟电路实现方面,主要采用加法、减法、乘法以及积分等基本运算电路实现了该类分数阶混沌系统;在数字电路实现方面,通过DSP Builder构建该类分数阶系统系统模型,导出VHDL语言,并编译下载到FPGA实验平台。模拟电路和数字电路实现的结果与数值仿真的结果是一致的,说明了该类分数阶混沌系统硬件实现的可行性。3.分别利用非线性状态反馈同步、投影同步和异结构同步的方法研究了该类分数阶混沌系统的同步控制问题。主要研究内容包括构建出相应的驱动方程和响应方程,通过分析和计算驱动方程与响应方程之间的同步轨迹和误差曲线,验证其同步控制方法的合理性和有效性。在此基础上,利用模拟电路和数字电路实现了上述同步控制,同步电路实现结果与数值仿真一致。为该类分数阶混沌系统应用提供了同步电路模型。4.在FPGA平台上,利用该类分数阶混沌系统研究了视频图像加密问题。研究的结果说明了该类分数阶混沌系统可以用于视频图像加密。通过直方图、相邻像素之间相关系数等方法对密文序列进行分析,进一步说明了该类分数阶混沌系统对视频图像加密的优点。