同步化是指系统中大量相互作用的基元,在宏观上实现一致的步调或者节律,是自然界和人类社会中常见的协同现象。过去数十年中,人们一直在发展研究系统同步化相变的理论方法,构建出许多动力学模型,其中最经典的就是藏本模型（Kuramoto模型）。同步化关注的焦点之一是系统形成的各种协同态。目前在耦合振子系统中观测到的协同态有:同步态、π态、行波态、奇异态（Chimera态）、柏勒洛丰态（Bellerophon态,B态）等。其中B态作为一种最新发现的高阶协同态,最初在对称双峰频率权重耦合Kuramoto模型中观测到,稍后在大量耦合相振子系统中都观测到。系统形成B态时,振子将形成平均频率量子化、时变的协同集团,同一协同集团内振子的瞬时频率不锁定,但平均频率锁定。本文结合数值模拟和理论分析方法,对非对称双峰频率分布下Kuramoto振子系统、频率权重耦合Stuart-Landau振子系统,以及非全局耦合Kuramoto振子系统的相变行为进行了详细研究。得到主要结论如下:1.研究了非对称双峰洛伦兹频率分布下Kuramoto振子系统的相变过程,发现系统相变途径和特征与频率分布参数有密切关系;使用Ott-Antonsen方法,对研究系统进行降维,得到与数值模拟相一致的相变行为;并在系统中观测到两种不同特性的行波态以及非对称的B态。2.研究了频率权重耦合Stuart-Landau振子系统相变过程,发现其中存在爆炸式同步和连续相变,同时观察到了B态,说明了B态在振幅振子系统中也存在;发现系统B态分为两个阶段,其中协同集团内的振子分别实现了混沌相同步与周期相同步。3.在非全连耦合Kuramoto振子系统中观测到了B态,将该高阶协同态推广至复杂网络耦合振子模型。之前B态作为一种高阶协同态只在耦合相振子系统中被发现,本文工作创新性地将该研究拓展到了具有振幅动力学的耦合Stuart-Landau振子系统,以及非对称频率分布和非全连网络情形。研究结果表明B态等高阶协同态可能广泛地存在于耦合振子系统中,这为我们提供了对耦合振子系统中协同行为的深入理解。由于实证系统的复杂性,高阶协同态普遍存在,因此研究耦合振子系统中的高阶协同态具有重要的现实意义。